铍-8
铍-8，是铍的一种同位素。有4个中子和质子。铍-8是一个放射性同位素，半衰期极短，极为不稳定。它的半衰期为8.19(37)×10−17 秒，会衰变成两个阿尔法粒子；这在恒星核合成中具有重要的意义，因为它在创建更重的化学元素时产生了瓶颈。8Be的性质也引发了对宇宙的微调的猜测，以及如果8Be稳定，宇宙将会怎么演化的理论研究。
 | |
| 基本 | |
|---|---|
| 符号 | 8Be |
| 名称 | 铍-8、Be-8 |
| 原子序 | 4 |
| 中子数 | 4 |
| CAS号 | 13981-60-7  |
| 核素数据 | |
| 丰度 | 0[a] |
| 半衰期 | (8.19±0.37)×10-17秒 |
| 衰变产物 | 4He |
| 原子量 | 8.00530510(4) u |
| 自旋 | 0 |
| 衰变模式 | |
| 衰变类型 | 衰变能量（MeV） |
| α | (91.84±4)×10−3[2] |
| 铍的同位素 完整核素表 | |
发现 编辑
1932年建造第一个粒子加速器不久后，铍-8就被发现了。英国物理学家约翰·考克饶夫和欧内斯特·沃尔顿在剑桥卡文迪许实验室做了粒子加速器的首次实验，即用质子辐照锂-7。他们报告这个反应形成了A = 8的核素，它几乎瞬间衰减为两个α粒子。几个月后，他们再次观察到该活动，并推测其起源于8Be。[3]
形成 编辑
在核聚变过程中，若两个氦-4碰撞，就会形成铍-8，但会以相当快的速度衰变回两个氦-4，不过假如在衰变前碰触了另一个氦-4，就会形成稳定的碳-12，即为3氦过程。[4]
学说 编辑
乔治‧盖模在他的大爆炸（火球宇宙）理论中，发现由于此同位素的衰变速度过快，因此导致无法进一步进行核聚变，大爆炸就会终止，只能合成出氢、氦、锂元素，而无法进一步合成质量数更高的元素。[5]然而弗雷‧霍伊尔认为更大质量数的元素是由3氦过程，进一步的核聚变，才在恒星爆炸之际制造出来。[6]
有稳定8Be的宇宙 编辑
由于铍-8的α衰变能量只有92 keV，所以理论上核力或某些常数（如精细结构常数）一点小小的变化都有可能显著提升8Be的结合能，阻止它衰变，使它稳定。这使得有如果8Be稳定，宇宙会发生什么的研究出现。[1]它们认为创造更重元素的瓶颈8Be消失[7]将会导致太初核合成和3氦过程明显变化，且会影响重元素的丰度。[8]太初核合成的持续时间太短，因此就算8Be稳定，也不会合成出相当量的重元素。[9]不过，稳定的8Be将会在3氦过程中产生副反应（如8Be + 4He和8Be + 8Be等铍燃烧反应），也可能影响12C、16O及更重的核素的丰度，但1H和4He仍会是最常见的两种核素。由于3氦过程变得更快，而且还出现了新的铍燃烧过程，恒星演化也将变得不同，产生不同的主序星。[1]
相关条目 编辑
| 相邻较轻同位素: 铍-7 |
铍-8是 铍的同位素 |
相邻较重同位素: 铍-9 |
| 母同位素： 碳-9 （β+、p） 硼-9 （p, α） |
铍-8的 衰变链 |
衰变产物为 氦-4 |
注释 编辑
参考资料 编辑
- ^ 1.0 1.1 1.2 Adams, F. C.; Grohs, E. Stellar helium burning in other universes: A solution to the triple alpha fine-tuning problem. Astroparticle Physics. 2017, 7: 40–54. Bibcode:2017APh....87...40A. S2CID 119287629. arXiv:1608.04690
. doi:10.1016/j.astropartphys.2016.12.002.
- ^ Wang, M.; Audi, G.; Kondev, F. G.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Xu, X. The AME2016 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (PDF). Chinese Physics C. 2017, 41 (3): 030003–1—030003–442. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
- ^ Thoennessen, M. The Discovery of Isotopes: A Complete Compilation. Springer. 2016: 45–48. ISBN 978-3-319-31761-8. LCCN 2016935977. doi:10.1007/978-3-319-31763-2.
- ^ 牛頓科學雜誌第42號 元素誕生的故事. 牛顿媒体股份有限公司. : 30–37 （中文）.
- ^ 牛頓科學雜誌第42號 元素誕生的故事. 牛顿媒体股份有限公司. : 30–33 （中文）.
- ^ 牛頓科學雜誌第42號 元素誕生的故事. 牛顿媒体股份有限公司. : 34–43 （中文）.
- ^ Epelbaum, E.; Krebs, H.; Lee, D.; Meißner, Ulf-G. Ab initio calculation of the Hoyle state. Physical Review Letters. 2011, 106 (19): 192501–1–192501–4. Bibcode:2011PhRvL.106s2501E. PMID 21668146. S2CID 33827991. arXiv:1101.2547 . doi:10.1103/PhysRevLett.106.192501 .
- ^ Coc, A.; Olive, K. A.; Uzan, J.-P.; Vangioni, E. Variation of fundamental constants and the role of A = 5 and A = 8 nuclei on primordial nucleosynthesis. Physical Review D. 2012, 86 (4): 043529. Bibcode:2012PhRvD..86d3529C. S2CID 119230483. arXiv:1206.1139 . doi:10.1103/PhysRevD.86.043529.
- ^ Coc, A.; Vangioni, E. The triple-alpha reaction and the A = 8 gap in BBN and Population III stars (PDF). Memorie della Società Astronomica Italiana. 2014, 85: 124–129. Bibcode:2014MmSAI..85..124C.
