Beryllium- 8，8是
一般的
象征
8是
名称
Beryllium-8，8BE，BE-8
质子
（ z ）
4
中子（ n ）
4
核素数据
天然丰度
0（灭绝）
半衰期（ T 1/2 ）
（8.19 ± 0.37） × 10 -17 S
同位素质量
8.00530510（4） DA
旋转
0
衰减产品
4他
衰减模式
衰减模式
衰减能量（ MEV ）
α
(91.84±4)×10−3
铍的同位素 完整的核素表
Beryllium-8 （ 8 BE ， BE-8 ）是一个放射性核素，具有4个中子和4个质子。这是一种无界共鸣，名义上是铍的同位素。它衰减了两个α颗粒，其半衰期为8.19 × 10 -17秒。这在恒星核合成中具有重要的后果，因为它在产生较重的化学元素时会产生瓶颈。 8的特性也导致人们对宇宙的微调进行了猜测，并且关于宇宙进化的理论研究已经稳定。
发现
铍8的发现发生在1932年第一个粒子加速器建造后不久。物理学家约翰·道格拉斯·科克克罗夫特（John Douglas Cockcroft）和欧内斯特·沃尔顿（Ernest Walton）在剑桥的卡文迪许实验室（Cavendish Laboratory）进行了第一次实验，在剑桥的卡文迪什（Cavendish Laboratory）上，他们用protons辐射了锂7 。他们报告说，该核填充了A = 8的核，该核几乎不变地衰减了两个α颗粒。几个月后，再次观察到这项活动，并推断为源自8个。
特性
三α过程
Beryllium-8相对于92 KEV的α发射没有束缚；这是一个共鸣，宽度为6 eV。氦4的核特别稳定，具有双核的双魔法构型和比8核的更大结合能。由于8的总能量大于两个α颗粒的能量，因此在两个α颗粒中衰减在能量上是有利的，并且从两个4中的8个be的合成He nuclei是吸热的。 8个Be核的结构促进了8的衰减。它是高度变形的，被认为是一个非常容易分离的两个α颗粒的分子样簇。此外，虽然其他α核心素具有相似的短寿命共振，但8 Be异常处于基态。两个α粒子的未结合系统具有库仑屏障的低能量，这可以在任何显著的时间内存在。也就是说， 8个半衰期为8.19 × 10 -17秒的衰变。
Beryllium-8是唯一的核素不稳定，质子和中子的数字≤20。它也是仅有的两个不稳定的核素（另一个是氦5 ）之一，质量≤143是稳定的β衰变和双β衰变。
还有几个激发态的8个BE，所有短寿命的共振 - 具有多个MEV的宽度和不同的同义- 它们迅速腐烂到基态或两个α颗粒。
衰减异常和可能的第五力
主要文章： X17粒子
Attila Krasznahorkay等人的2015年实验。在匈牙利科学学院的核研究学院发现，在17.64和18.15 MEV激发态的异常衰减中，由8个Li的质子辐射填充。观察到以140°角以17 MeV的合并能量为140°角，产生电子-正电子对。乔纳森冯等人。将此6.8- σ异常归因于17 MeV Protophic X-玻色子称为X17粒子。该玻色子将介导在短距离（12 FM ）上作用的第五个基本力量，也许可以解释这8个激动状态的衰变。该实验的2018年重播发现了相同的异常粒子散射，并设置了拟议的第五个玻色子的较窄质量范围， 17.01 ± 0.16 MeV/c 2 。尽管需要进一步的实验来证实这些观察结果，但第五玻色子的影响已被认为是“最直接的可能性”。
在恒星核合成中的作用
在恒星核合成中，两个氦4核可能会碰撞并融合到单个铍-8核中。 Beryllium-8的半衰期非常短（8.19 × 10 -17秒），并恢复为两个氦4核。这与5 He和5 Li的未结合性质一起在大爆炸核合成和出色的核合成中产生了瓶颈，因为它需要非常快速的反应速率。这阻碍了前者中较重元素的形成，并限制了后一个过程中的产量。如果铍-8在衰减前与氦4核碰撞，则可以融合到碳12核中。该反应首先是由Öpik和Salpeter在1950年代初独立于理论上进行的。
由于8 BE的不稳定性，三α过程是唯一可以观察到的12 c和较重元件的反应。尽管三体反应是三体反应，但当8个生产增加时，三体α过程促进了其浓度相对于4 HE的浓度约为10-8 。当生产8比衰减更快时，就会发生这种情况。但是，仅此一项就不足了，因为8 be和4之间的碰撞更有可能破坏系统，而不是实现融合。反应速率仍然不够快，无法解释观察到的12 C的丰度。1954年，弗雷德·霍伊尔（Fred Hoyle碳12碳12，尽管芽孢杆8的半衰期非常短。此后不久，在实验上证实了这种共鸣的存在（ Hoyle国家）。它的发现是在人类原则和微调宇宙假设的表述中引用的。
稳定的假设宇宙8
由于Beryllium-8仅限制了92 KEV，因此理论上认为核电位的变化很小，并且某些常数的微调（例如α，良好的结构常数）可以充分增加8个的结合能量，以防止8它的α衰变，从而使其稳定。这导致了对8个Be稳定的假设情景的调查，并且对具有不同基本常数的其他宇宙进行了猜测。这些研究表明，由8所产生的瓶颈消失将导致大爆炸核合成和三α过程中的反应机制非常不同，并改变了较重的化学元件的丰富性。由于大爆炸核合成仅在短时间内发生必要条件，因此，即使8是稳定的，碳的产生也没有显著差异。然而，稳定的8可以在氦燃烧中启用替代反应途径（例如8个Be + 4 He和8 be + 8 be;构成“铍燃烧”相），并可能影响所得的12 c， 16 o，16 o ，和较重的核，尽管1小时和4位将仍然是最丰富的核素。这也会通过早期的发作和更快的氦燃烧速率（和铍燃烧）影响恒星的演变，并导致与我们的宇宙不同的主序列。