放射性 （原子核自發(fā)放射出射線的現(xiàn)象）
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放射性
原子核自發(fā)放射出射線的現(xiàn)象
射線現(xiàn)象
原子核自發(fā)地放射出各種射線的現(xiàn)象，如
放射性等。
1896年，法國(guó)科學(xué)家A.-H.貝可勒爾在研究鈾鹽的熒光現(xiàn)象時(shí)，發(fā)現(xiàn)含鈾物質(zhì)能發(fā)射出穿透力很強(qiáng)的不可見的射線，使照相底片感光。后來，經(jīng)過人們的多年研究，終于證明它是三種成分組成的：一種是高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核粒子束，稱為α射線。它的電離作用大，貫穿本領(lǐng)小，穿不透一張薄紙。另一種是高速運(yùn)動(dòng)的電子束，稱為β射線。它的電離作用較小，貫穿本領(lǐng)較大，但仍穿不透一張薄金屬片。第三種是波長(zhǎng)很短的電磁波，稱為γ射線。它的電離作用最小，貫穿本領(lǐng)最大，可以穿過例如1厘米厚的鉛板。
類型
放射性有天然放射性和人工放射性之分。天然放射性是指天然存在的放射性核素所具有的放射性。它們大多屬于由重元素組成的三個(gè)放射系（即釷系、鈾系和錒系）。人工放射性是指用核反應(yīng)的辦法所獲得的放射性。人工放射性最早是在1934年由法國(guó)科學(xué)家約里奧-居里夫婦發(fā)現(xiàn)的（見人工放射性核素）。
我們知道，許多天然和人工生產(chǎn)的核素都能自發(fā)地放射出射線。放出的射線類型除以外，還有正電子、質(zhì)子、中子、中微子等其他粒子。能自發(fā)地放射出射線的核素，稱為放射性核素（以前常稱為放射性同位素），也叫不穩(wěn)定核素。實(shí)驗(yàn)表明，溫度、壓力、磁場(chǎng)都不能顯著地影響射線的發(fā)射。這是由于溫度等只能引起核外電子狀態(tài)的變化，而放射現(xiàn)象是由原子核內(nèi)部變化引起的，同核外電子狀態(tài)的改變關(guān)系很小。除自發(fā)裂變外，放射現(xiàn)象一般與衰變過程有關(guān)，主要同α衰變、β衰變過程有關(guān)。
α放射性出現(xiàn)在α衰變過程中。此時(shí)，衰變后的剩余核（通常叫子核）與衰變前的原子核(通常叫母核)相比，原子序數(shù)減少2，質(zhì)量數(shù)減少4。α衰變是母核通過強(qiáng)相互作用和隧道效應(yīng)，發(fā)射α粒子而發(fā)生的。
β放射性出現(xiàn)在β衰變過程中。β衰變有三種類型：①β衰變，放出正電子和中微子的β衰變；②β衰變，放出電子和反中微子的β衰變；③軌道電子俘獲，俘獲一個(gè)軌道電子并放出一個(gè)中微子的過程。β衰變是通過弱相互作用而發(fā)生的。
γ放射性通常和α衰變或β衰變有聯(lián)系。α和β衰變的子核往往處于激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的原子核要放出γ射線而向較低激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷，這叫γ躍遷。因此，γ射線的自發(fā)放射一般是伴隨α或β射線產(chǎn)生的。
β衰變所形成的子核,當(dāng)其激發(fā)能足夠高時(shí)，有可能放射中子、質(zhì)子或α粒子，甚至可以產(chǎn)生裂變。這些衰變類型分別叫做β緩發(fā)中子發(fā)射
、β緩發(fā)質(zhì)子發(fā)射
、β緩發(fā)α發(fā)射
和β緩發(fā)裂變
。
質(zhì)子放射性也是放射性的一種。例如處于激發(fā)態(tài)能自發(fā)地放射出質(zhì)子，其衰變方式如下：這是迄今人們惟一知道的不屬于緩發(fā)質(zhì)子的質(zhì)子放射性的例子。
衰變類型列表
放射性原子核能以許多不同的形式進(jìn)行衰變一是自身達(dá)到更穩(wěn)定的狀態(tài)。下表中總結(jié)了主要的幾種衰變類型。一個(gè)質(zhì)量數(shù)為A、原子序數(shù)為Z的原子核在表中描述為
，“子核”一欄以這種描述方式指出母核衰變后產(chǎn)生的子核與母核的不同。例如，
意為“子核質(zhì)量數(shù)比母核少1（即少一個(gè)核子），而原子序數(shù)比母核多1（即多一個(gè)質(zhì)子）”。
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衰變規(guī)律
放射性原子核的衰變是一個(gè)統(tǒng)計(jì)過程，所以放射性原子的數(shù)目在衰變時(shí)是按指數(shù)規(guī)律隨時(shí)間的增加而減少的，稱為指數(shù)衰減規(guī)律
。
其中No是衰變時(shí)間
時(shí)的放射性核的數(shù)目，N是t時(shí)刻的放射性核的數(shù)目，λ是衰變常數(shù)，表示放射性物質(zhì)隨時(shí)間衰減快慢的程度。對(duì)確定核態(tài)的放射性核素，λ是常數(shù)，它也表示單位時(shí)間該種原子核的衰變幾率。
測(cè)量放射性活度的方法取決于射線的類型、活度的等級(jí)等，通常分為絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量?jī)纱箢?。絕對(duì)測(cè)量是用測(cè)量裝置直接按照定義進(jìn)行的測(cè)量。在實(shí)際應(yīng)用中放射源大多是β或α放射性，活度多數(shù)是微居里級(jí)的，這類放射性活度的絕對(duì)測(cè)量方法主要有小立體角法、4π計(jì)數(shù)法和符合法等三種。相對(duì)測(cè)量是用一個(gè)已知活度的標(biāo)準(zhǔn)源與待測(cè)樣品在相同條件下進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)它們計(jì)數(shù)率的比值和標(biāo)準(zhǔn)源的活度即可算出待測(cè)樣品的活度。
平均壽命指處于某一特定能態(tài)的放射性原子核平均生存的時(shí)間。
各種放射性核素的半衰期在極大的范圍變化，一般說來，核素偏離β穩(wěn)定線越遠(yuǎn)(見遠(yuǎn)離β穩(wěn)定線的核素)，它的半衰期越短。對(duì)于不同范圍的半衰期采取不同方法測(cè)量。對(duì)半衰期在10秒到秒范圍的核素，采用直接測(cè)量
的方法，利用指數(shù)衰減規(guī)律求出
。對(duì)半衰期在數(shù)分鐘到1～2年的核素，采用衰減跟蹤法，測(cè)量探測(cè)器計(jì)數(shù)率隨時(shí)間的變化，求出。對(duì)半衰期在10年以上的核素，采用放射性比度法。此外還有測(cè)定子核法等，這些方法都基于放射性的指數(shù)衰減規(guī)律。對(duì)于極短的半衰期（小于10秒）的測(cè)量，需要采用一些特殊的技術(shù)（見核能級(jí)壽命測(cè)量）。放射性的研究是十分重要的?；诜派湫缘难芯克⒌乃プ兙V圖是原子核結(jié)構(gòu)理論研究的重要依據(jù)之一。通過各種核態(tài)的衰變特性的測(cè)量可研究各種核性質(zhì)和核反應(yīng)機(jī)制。大量遠(yuǎn)離β穩(wěn)定線的核素就是根據(jù)它們的衰變特性進(jìn)行鑒定和研究的。
放射性在許多學(xué)科的研究中，在工農(nóng)醫(yī)和軍事等部門都有重要應(yīng)用。例如，在工業(yè)中的β射線測(cè)厚度和γ射線探傷，農(nóng)業(yè)中的輻照育種和射線刺激生物生長(zhǎng)，以及醫(yī)學(xué)中的射線診斷和放射治療等方面都是富有成效的（見放射性同位素在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用、核醫(yī)學(xué)）。放射性測(cè)量的同位素示蹤方法和活化分析方法在核技術(shù)的應(yīng)用中也占有重要位置。
放射性核素
某些元素的原子通過核衰變自發(fā)地放出α或β射線(有時(shí)還放出γ射線)的性質(zhì)，稱為放射性。按原子核是否穩(wěn)定，可把核素分為穩(wěn)定性核素和放射性核素兩類。一種元素的原子核自發(fā)地放出某種射線而轉(zhuǎn)變成別種元素的原子核的現(xiàn)象，稱作放射性衰變。能發(fā)生放射性衰變的核素，稱為放射性核素（或稱放射性同位素）。
在目前已發(fā)現(xiàn)的100多種元素中，約有2600多種核素。其中穩(wěn)定性核素僅有280多種，屬于81種元素。放射性核素有2300多種，又可分為天然放射性核素和人工放射放射性物品標(biāo)志性核素兩大類。放射性衰變最早是從天然的重元素鈾的放射性而發(fā)現(xiàn)的。
處理方法
放射性廢物中的放射性物質(zhì)，采用一般的物理、化學(xué)及生物學(xué)的方法都不能將其消滅或破壞，只有通過放射性核素的自身衰變才能使放射性衰減到一定的水平。而許多放射性元素的半衰期十分長(zhǎng)，并且衰變的產(chǎn)物又是新的放射性元素，所以放射性廢物與其它廢物相比在處理和處置上有許多不同之處。
描述
天然存在的某些物質(zhì)所具有的能自發(fā)地放射出α或β或γ射線的性質(zhì)，稱為天然放射性。1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾在研究鈾鹽的實(shí)驗(yàn)中，首先發(fā)現(xiàn)了鈾原子核的天然放射性。在進(jìn)一步研究中，他發(fā)現(xiàn)鈾鹽所放出的這種射線能使空氣電離，也可以穿透黑紙使照相底片感光。他還發(fā)現(xiàn)，外界壓強(qiáng)和溫度等因素的變化不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生任何影響。貝克勒爾的這一發(fā)現(xiàn)意義深遠(yuǎn)，它使人們對(duì)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)有了更新的認(rèn)識(shí)，并由此打開了原子核物理學(xué)的大門。
放射性
1898年，居里夫婦又發(fā)現(xiàn)了放射性更強(qiáng)的釙和鐳。由于天然放射性這一劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)，居里夫婦和貝克勒爾共同獲得了1903年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。此后，居里夫婦繼續(xù)研究了鐳在化學(xué)和醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，并于1902年分離出高純度的金屬鐳。因此，居里夫人又獲得了1911年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。在貝可勒爾和居里夫婦等人研究的基礎(chǔ)上，后來又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其它元素的許多放射性核素。以上發(fā)現(xiàn)，有力地推動(dòng)了放射性現(xiàn)象的理論研究和實(shí)際應(yīng)用。
危害
在大劑量的照射下，放射性對(duì)人體和動(dòng)物存在著某種損害作用。如在400rad【拉德（輻射吸收）】的照射下，受照射的人有5%死亡；若照射650rad，則人100%死亡。照射劑量在150rad以下，死亡率為零，但并非無損害作用，往往需經(jīng)20年以后，一些癥狀才會(huì)表現(xiàn)出來。放射性也能損傷劑量單位遺傳物質(zhì)，主要在于引起基因突變和染色體畸變，使一代甚至幾代受害。
放射性
事故
據(jù)統(tǒng)計(jì)，1944年至1999年間，包括切爾諾貝利核事故在內(nèi)，全球共發(fā)生放射性事故405起，受照射人數(shù)3000余人，導(dǎo)致120人死亡。放射性事故類型主要分為以下九種。一是反應(yīng)堆事故，比如1986年前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站事故，核電站的堆芯熔化，發(fā)生爆炸，致使放射性物質(zhì)彌散在空氣中造成嚴(yán)重污染。切爾諾貝利事故以后，影響到中國(guó)各地牛奶中的碘131含量，從新疆開始污染比較重，一直向東到大連、沈陽。正常情況下，牛奶中是沒有碘131的；二是臨界事故；三是放射源丟失；四是工業(yè)源過量照射；五是過量醫(yī)學(xué)照射；六是運(yùn)輸中出現(xiàn)事故；七是實(shí)驗(yàn)性事故；八是涉及放射性物質(zhì)的蓄意行為；九是空氣、水、食品的放射性污染。
根據(jù)衛(wèi)生部衛(wèi)生法制與監(jiān)督司、公安部三局2001年聯(lián)合撰寫的《全國(guó)放射事故案例匯編1988-1998》，中國(guó)大陸從1988年至1998年共發(fā)生放射性事故332起，受照射總?cè)藬?shù)966人。放射源丟失事故在所有事故中約占80%，共發(fā)生258起，絕大部分為責(zé)任事故，丟失放射源584枚，其中256枚未找回。其中，1990年6月25日，上海第二軍醫(yī)大學(xué)放射醫(yī)學(xué)研究室鈷60源室工作人員違章操作，致使7名工作人員遭受大劑量照射，其中兩人分別于照射后第25天和第90天不幸死亡，另外5人也患上了骨髓型放射病。
1992年，山西忻州地區(qū)科委搬遷時(shí)，將舊址轉(zhuǎn)讓給當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)站。忻州地區(qū)科委曾經(jīng)引進(jìn)5個(gè)鈷60輻射裝置，用于育種。環(huán)境監(jiān)測(cè)站再擴(kuò)建時(shí)，請(qǐng)了山西省環(huán)保局處理舊輻射源，但未查清究竟有幾個(gè)放射源，導(dǎo)致一個(gè)放射源遺留井下，被一位施工民工帶回家。他一個(gè)小時(shí)內(nèi)開始頭痛、嘔吐。他的妻子當(dāng)時(shí)已經(jīng)懷孕了，而他的父親和哥哥也不幸受照射。太原的醫(yī)院不知道病因，放射源從他口袋里掉出來，但沒有人能夠識(shí)別放射源。結(jié)果，放射源被扔進(jìn)醫(yī)院的垃圾里。這個(gè)過程中，多人受照。所幸放射源最終被找到了。這次事件最終造成3人死亡，10人受傷。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)所記錄的中國(guó)較早的放射性事故，發(fā)生在1963年的安徽合肥三里庵。多年不用的農(nóng)業(yè)科研鈷60放射源被放置在河塘邊，一孩童將其帶回家玩耍，致使家人和多位村民受照射，最終造成兩人死亡。最近幾年，國(guó)家核安全局也通報(bào)了一些放射性事故。例如，2004年10月21日，山東濟(jì)寧一家始建于1994年的私營(yíng)輻照廠，自行建造的靜態(tài)堆碼式鈷60輻照裝置出現(xiàn)故障，放射源未正?；芈涞骄掳踩恢?，兩名工作人員未經(jīng)監(jiān)測(cè)進(jìn)入輻照室工作，受照射時(shí)間達(dá)10分鐘左右，距離放射源僅0.8米至1.7米。兩人均搶救無效死亡。2008年4月11日，山西省亨澤輻照科技有限公司5名工作人員在未將放射源降至安全位置的情況下，攜帶不能正常使用的劑量?jī)x進(jìn)入輻照室工作，受到超劑量照射，其中一人經(jīng)搶救無效死亡，另外4人患上放射病。
上世紀(jì)90年代，從每年發(fā)生的事故數(shù)來看，中國(guó)與美國(guó)相近，如果將事故數(shù)與放射源擁有數(shù)結(jié)合起來看，中國(guó)的事故發(fā)生率要高于美國(guó)，大約是美國(guó)的40倍。農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等部門使用的放射源都有登記，歸環(huán)保部門管。環(huán)保部門每年都管得很嚴(yán)，還在全國(guó)設(shè)立多個(gè)培訓(xùn)中心進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)，但事故還是時(shí)有發(fā)生。公眾很關(guān)心核電站，但出于安全原因，核電站都有嚴(yán)密警衛(wèi)，普通公眾不能接近。建議核電站設(shè)立公眾接待中心，普及核電知識(shí)，回答公眾關(guān)心的問題，這對(duì)解除公眾的心理問題是很必要的。
核電站正常運(yùn)行情況下，也會(huì)有微量放射性核素排出，但都在允許范圍之內(nèi)。2010年大亞灣核電站2號(hào)機(jī)組出現(xiàn)的問題，是一根燃料棒的包殼出現(xiàn)了裂紋，導(dǎo)致一回路放射性水平有所升高，采取措施很快恢復(fù)了正常。這不能說是事故，應(yīng)該說是很小的事件，不會(huì)造成健康影響。
至于核電站涉及到的排污問題，對(duì)在建的核電站都非常重視環(huán)保，對(duì)周邊水體內(nèi)的貝類、魚類都有檢測(cè)，以檢測(cè)核電站水的排放是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。任何大型的工業(yè)企業(yè)都存在排污問題，核電站也不例外。
產(chǎn)生
地球誕生
太空的宇宙射線
人的身體
用途
參考資料
[1]
（美）P.安德魯·卡拉姆博士 等著，劉淑華 譯 . 科學(xué)基礎(chǔ)：放射性 : 上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 ，2010-5-1
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