原子核的人工转变

1919 年英国物理学家卢瑟福在实验里第一次成功地实现了原子核的人工转变。卢瑟福实验装置的示意图如图 19-15 所示。A 是装气体的密封盒子；B 是涂有放射源（镭，发射高速α粒子，其速度达 2×107m／s）的架子；S 是一张薄的铝箔，它的厚度刚好能吸收镭放出的α粒子；S 后放一片涂有硫化锌的荧光屏 F。A 室内不充气时，α粒子全被铝箔吸收，在 F 屏上看不到闪烁的光点；如果 A 室内充以氮气，可以在 F 屏上看到闪烁； 如果抽去氮气，换进氧气或二氧化碳，F 屏上的闪烁又看不见了。很明显， A 室内充氮气时荧光屏上的闪光是α粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔而引起的。进一步用电场、磁场中偏转的实验测出了这种粒子的

质量和电量，确定它就是氢原子核，又叫做质子。通常用符号¹H或¹P表

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示。

图 19-15

那么，打中氮核的α粒子到哪里去了呢？

氮核俘获了α粒子后成为新的原子核，从质量数守恒和电荷数守恒可以知道，新产生的核的质量数是 17，电荷数是 8，可见新核是氧原子核。写成核反应方程

¹⁴ N +⁴ He→¹⁷O +¹ H 。

7 2 8 1

这一结论后来为云室中摄的照片所证实。氮核受到α粒子轰击后转变成了氧核。

后来，人们用同样的方法使氟、钠、铝等核发生了类似的转变，并且都产生了质子。例如：

¹⁹ F +⁴ He→²² Ne +¹ H，

9 2 10 1

²⁷ Al + ⁴ He→ ³⁰Si +¹ H。

13 2 14 1

既然多种原子核在α粒子的轰击下都能放出质子，这就表明氢原子核—— 质子是原子核的组成部分。