氡及其子體向上運移的內因與團簇現(xiàn)象

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1、第26卷第2期成都理工學院學報Vol.26No.21999年4月JOURNALOFCHENGDUUNIVERSITYOFTECHNOLOGYApr.1999[文章編號]100529539(1999)0220171205X氡及其子體向上運移的內因與團簇現(xiàn)象賈文懿方方周蓉生馬英杰邱元德侯新生吳允平祖秀蘭王小琴(成都理工學院三系,成都610059)[摘要]氡及其子體密度很大,但在理想空氣中具有明顯向上運移能力,這不是用外因可以闡述的現(xiàn)象,而有其固有的內因。其機理是:氡及其子體和母體多為A輻射體,它們放出的A粒子4減速后成為He,

2、能與氡及其子體和母體形成復合團簇。氦很輕,當其復合團簇浮力大于重力時,團簇便會自行上升,成為氡及其子體向上運移的內因。據(jù)此,不能只以氡的半衰期最長不過3.825d來計算氡及其子體的運移距離,而應從團簇的總效應來考慮其效果。而且氡及其子體與氦能形成復合團簇的認識,對其他重金屬微粒組成的地氣和氣溶膠運移研究是有意義的,它們有相似屬性。[關鍵詞]氡及其子體;氡運移;團簇;地氣[分類號]P631.6[文獻標識碼]A大家知道,氡及其子體都比空氣重得多,且均為c.氡及其子體主要來自地下,它是一種地氣,廣放射性元素;而氡的半衰期最長只為

3、3.825d,但人泛存在于自然界中;因此研究氡及其子體,對研究地們發(fā)現(xiàn)在地層中其運移距離遠遠超過擴散作用給出氣等問題也有裨益。其他種類的地氣運移規(guī)律也可[1]的數(shù)米范圍。為此,不同學者在理論上提出了眾多用上述觀點加以論述。見解,如:對流作用,滲流作用,泵吸作用,地熱作用,[2]～[5]1氡及其子體向上運移的機理初探地應力作用,接力傳遞作用等來闡述有關問[6],[14],[15],[16],[20]題。與此同時,不同學者還借助現(xiàn)場模擬,計算機模在我們的實驗中發(fā)現(xiàn),氡及其[6]～[16]擬,實驗室模擬進行深入研究,發(fā)現(xiàn)了一些重

4、子體密度雖大,但其“自身”確實具有向上運移的能要的新現(xiàn)象,獲得了新的認識。但由于種種原因,研力。對其內部機制初步認識如下:究多從外部因素考慮問題,很少從內因解決其疑難。我們知道,氡及其子體和母體,多為A衰變體,本研究從氡及其子體固有的內因上探索其向上會輻射出A粒子。A粒子減速后,將成為帶有兩個正44運移機理,有以下新的認識:電荷的He核。正2價的He核周圍將存在電場。顯a.氡及其子體遠較空氣為重,之所以有很強的然,它能使原子序數(shù)較大、外層電子多的氡及其子體向上運移能力,是由于它們衰變時放出的A粒子成和母體:Po,Bi,Pb

5、,Tl;U,Th,Ra等中性原子極化,4為He后,能與氡及其子體或母體形成團簇。He很即出現(xiàn)電子云分布不均勻現(xiàn)象。從而在電場作用4輕,當團簇密度比空氣小時,能自行上浮。這是氡及下,He核和氡及其子體和母體之間會產(chǎn)生強相互4其子體“自身”能向上運移的內在原因。作用力。即使是中性的He原子,由于它們之間的4b.氡的運移距離應根據(jù)其子體和母體按團簇vanderWaals力,也能發(fā)生弱相互作用。這樣,He4運移后的總效應來衡量。即氡及其子體運移時,可視核及He,借助與氡及其子體和母體之間的強相互為長壽放射性元素,故其在地殼中上升距

6、離可遠遠作用力和弱相互作用力,將能結合在一起形成直徑超過數(shù)十米至數(shù)百米。為nm至Lm級的團簇。成為:He2Rn,He2Po,??,X[收稿日期]1998209217[基金項目]國家自然科學基金(批準號:40674238,類別:A:D0409)和國家及地質礦產(chǎn)部攻關項目[作者簡介]賈文懿,男,1931年生,教授,博士生導師,放射性地球物理學專業(yè).·172·成都理工學院學報第26卷4甚至He2Ra,He2Th,He2U或復合團簇。由于He很A衰變時,由于反沖現(xiàn)象的存在,能使介質中的一些輕,當這一團簇的重量小于空氣對它的浮力時,

7、便導物質從表面上發(fā)射出來,形成團簇。放射出的A粒子致團簇自行上升。因此,氡及其子體密度雖大,卻具與介質相互作用時,不僅使其自身減速,還會轟擊介4222有“自身”向上運移之能力。圖1是He與Rn形成質,將有中性的和電離的原子從介質表面發(fā)射出來,團簇的示意圖。出現(xiàn)濺射現(xiàn)象,形成團簇。從而在Rn的周圍出現(xiàn):Po,Bi,Pb,Tl甚至U,Th,Ra等等金屬原子微粒或4團簇,特別是He。222圖2Rn和它的衰變子體圖14222He核與Rn形成團簇的示意圖Fig.2RnanditsdaughtersFig.1Schematicdiag

8、ramoftheclustersformation4ofHenucleiandradon4這樣,各金屬微粒與惰性氣體,尤其是與He相金屬原子中通常有一個或多個較松散的外層電互碰撞、相互作用而凝聚成團簇,且是成份不同,多子,其第一電離能都很低;因此,Po,Bi,Pb,Tl,U,種組分構成的復合團簇,并是氣