香蕉每 75 秒就会产生一个反物质吗？ 第1页

香蕉产生反物质，是的。

antineutrino 中微子的反粒子。

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。

正电子

「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」

再看反粒子产生速率。

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。

辐射

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：

• 家住在核电站50英里左右，一年的辐射剂量不如吃一根香蕉；
• 老式的显像管电视，大头电脑，用一年相当于吃十根香蕉；
• 啥也不做，每天感受的宇宙背景辐射剂量都比拍牙医X射线高。
• 当然最重要的是，手机没电离辐射。0。

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：

• 香蕉是计量单位。不是调侃，是有这个概念，叫做香蕉等效剂量「Banana Equivalent Dose，BED」，是一种非正式的电离辐射暴露剂量单位。这个单位是美国利弗莫尔国家实验室的科研人员发明的，就是为了更好的跟大众解释，核辐射没有人们想的那么可怕。
• 卖香蕉的有风险吗？不知道卖香蕉的一年能不能卖50万根「1370根每天，好像有可能」。只要不时时刻刻蹲在香蕉筐里，我猜应该没事。不知道有没有人统计过卖香蕉的患癌率是不是更高？我猜应该不会。不过有意思的是，一卡车香蕉足以触发美国边境口岸的辐射报警器^[3]。
• 人体吸收钾40有危害吗？从食物中摄入的钾40不会在身体内蓄积。过量的钾会通过新陈代谢被肾脏排出。
• 产生的反物质去哪儿了？对人有没有危害？反物质很难在自然界保存。实验室里倒是可以，例如正负电子对撞机里的正电子束是被磁场储存环保存的。人体内，正如大家提到的，湮灭了，正反不能见面，一见面就见光死了。湮灭了发出光子就完事了。当然抛开剂量谈危害就是耍流氓。
• 还有其他食物有放射性吗？有。包含钾40的有土豆、腰果、瓜子、栗子等。巴西坚果含有放射性的镭，每公斤的放射性活度为444贝克勒「放心吃」。当然不用说植物都有碳14，因此有种说法叫真酒有辐射，假酒没辐射「酒精勾兑」。另外，烟草里面含有放射性的钍、钋、铀！
• 网上很多地方可以买到防电脑辐射的食物，那是在交智商税。

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。

参考

1. ^Engelkemeir, D. W.; Flynn, K. F.; Glendenin, L. E. (1962). "Positron Emission in the Decay of K40". Physical Review. 126 (5): 1818. https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.126.1818
2. ^Bananas & Potassium https://web.archive.org/web/20110814155548/http://www.chiquitabananas.com/Worlds-Favorite-Fruit/bananas-and-potassium.aspx
3. ^ Issue Brief: Radiological and Nuclear Detection Devices. Nti.org. Retrieved on 2010-10-19. https://www.nti.org/analysis/articles/radiological-nuclear-detection-devices/