本质过程是贝塔「beta」衰变:
一个中子衰变成一个质子,加一个电子「beta粒子」和一个 反 中微子。
这是因为香蕉里面含有一种天然放射性元素钾40,「 」。钾40能够衰变成钙40,「 」。 两种元素的总核子「质子和中子的总数」是一样的,但钾40的原子序数「质子数」为19,比钙40少了一个。因此前者的一个中子转化成了后者的一个质子。这个过程释放出了反物质。
「补充」经评论区 @冯悦 提醒,题主可能指的是产生正电子。钾40确有10%的小概率衰变成氩40「 」,后者比前者多了一个中子少了一个质子。这是一个电子捕获过程,一个质子捕获一个电子产生中子和电子中微子: 。这里实际上还没有反粒子产生。但是这个过程有个次级过程,若钾40原子核捕获自身的外层电子,则次级原子氩40可以发生跃迁,释放一个能量为1.46MeV的伽马光子。当伽马光子的能量大于1.02MeV「电子和正电子静质量的和」时,可产生正负电子对「当然这个过程原子核是参与的,否则无法同时满足能量和动量守恒」。这样就产生了另一个反物质正电子。
经@程子酱 提醒,钾40也可以直接通过贝塔正衰变氩40放出正电子: 。但是这个过程发生的概率很低,占所有衰变过程的0.001%[1]。
这样钾40的衰变可以产生两种反物质。
其实应该叫反粒子比较好。一般我们说物质的时候说的是反粒子组成的宏观物质。一般不认为宇宙中存在自然形成的反物质,这个是物理前沿问题「正反物质不对称」「来源 @子乾 ,private communication」
应该比每75秒产生一个反粒子快多了。
钾40半衰期长达12亿5千万年,超过四分之一地球年龄。每克天然钾的放射性活度「钾40的贡献」为31贝克勒「一种单位,每秒发生衰变的原子数」。而一个香蕉平均含有0.5克钾,即15.5贝克勒的钾40。因此平均每秒有15.5个钾40原子衰变[2]。
「题主可能说的是小概率的正电子产生过程。更慢。」
另外,香蕉中还含有另一种天然放射性核素碳14。也会产生贝塔衰变。一根香蕉含有15克碳,其中万亿分之一为碳14,每秒贡献3-5个反粒子。
其实,吃不吃香蕉,人也一样产生反粒子。人体内同样含有钾40和碳14。成年人体内平均含有0.0164克钾40。而人体内18%为碳,每克碳内含有大约500亿个碳14原子,其中每分钟大约有10个碳14原子衰变。
既然像钾40和碳14之类的天然核素具有放射性,那自然是有辐射的了。稍微多扯一下。
辐射剂量表
第二个图是第一个图里的蓝色部分。相比绿色和红色,蓝色部分的辐射剂量非常小。比如:
实际上,地球上普通人受到的累计背景辐射平均值为每年约3毫西弗「mSv」。美国核从业者每年的辐射剂量上限是50mSv, 相当于50万根香蕉。
扯得有点远。
本来算是个抖机灵的回答,没想到竟然有人关注,我谢谢大家。也谢谢香蕉。
针对评论区的脑洞做一点必要的补充吧:
最后还想再声明下,不知道评论区的朋友们是不是开玩笑的。每天吃一根香蕉只相当于宇宙本底辐射的百分之一。所以肯定是不用担心的。卖香蕉和坚果的可不要找我。
关于一卡车香蕉能触发美国边境口岸的辐射报警器,可能还需要再补充下。这并不一定意味着一卡车香蕉辐射很大,更可能是边境口岸的辐射探测器非常灵敏。就像烟雾报警器一样,等着火了再响可就太晚了。