第八百七十二章 再次照亮物理大一统前景的灵感火（3/4）

送走了宁宗训夫妇，秦克与宁青筠的生活慢慢恢复了原本的状态，不过宁青筠还是以休息调理身体为主，同时照顾陪伴两个小宝宝，空闲时才参与秦克的课题研究。

而秦克则开始着手进行数据分析、数学建模，寻找解决核污水的问题，也就是放射性元素的放射问题。

放射性元素最大的特征是不稳定，它会从一种物质变成另一种物质，其变化根本在于原子核的变化——是的，放射性元素会自发地从不稳定的原子核内部放出粒子或射线（如α射线、β射线、γ射线等），同时释放出能量，最终衰变形成稳定的元素而停止放射的元素。

一般原子序数在84以上的元素都具有放射性，原子序数在83以下的某些元素如锝（Tc）、钷（Pm）等也具有放射性，不同的放射性元素衰变的半衰期都不一样，有快有慢，比如放射性碘同位素129I的半衰期为一千五百多万年，而氡-222的半衰期只有天。

半衰期快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关。

但放射性元素的放射问题不能通过物理、化学、生物等方式去除，只能通过自然衰变或者嬗变等方式去除。

所以放射性元素的无害化难度非常高，除非能想法子解决它原子核内部的不稳定性问题，防止或者化解掉“衰变”。

秦克最初的想法是想从量子层面甚至粒子物理的层面去研究放射性元素的原子核不稳定问题。

A+级知识《放射性元素的奥秘》里记载的知识，也印证了秦克的想法。

元素的放射性与质子和中子的数量存在着特定的关系，比如氢有三个同位素，分比为氕、氘、氚，氕只有1个质子，而没有中子，氘拥有1个质子和1个中子，而氚则拥有1个质子和2个中子，在氢的三种同位素之中，只有氚是具有放射性的。

为什么质子与中子的数量与放射性有关？

因为将质子与中子结合在一起形成原子核的，就是强相互作用力，即强力。同时质子也是由两个上夸克和一个下夸克通过胶子在强相互作用力的作用下构成的，可以说强力是保持原子核内部稳定的关键因素之一。

但原子核之中不仅有强力，还有着另外的一种力——电磁力。

电磁力在原子核之中是以“排斥力”的身份存在的，一般情况下，电磁力与强力相比要弱小很多，这种排斥力并不会影响到原子核的稳定性，可电磁力是长程力，强力则是短程力，在原子核内部因为作用距离长，所以电磁力是可以叠加的，而作用距离很短的强力却无法叠加。

原子核内的强力不会发生变化，而与其相对的电磁力却会因质子数量的增加而增大，所以当原子核内质子数量达到足够多时，电磁力便可以与强力相抗衡了。当原子核内的电磁力大到足以抗衡强力时，原子核内部力平衡就会被打破，从而导致原子核变得极不稳定。

——这就是为什么原子序数在84以上的元素都具有放射性。

不平衡状态要变回平衡，就像天平的两端不平衡，要么增加轻的那端的质量，要么减小重的一端质量。

放射性元素的解决办法是将多余的质子中子释放出去，使力与内部能量恢复平衡，这就是衰变过程。