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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，法國科學(xué)家A.-H.貝可勒爾在研究鈾鹽的熒光現(xiàn)象時，發(fā)現(xiàn)含鈾物質(zhì)能發(fā)射出穿透力很強的不可見的射線，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：一種是高速運動的氦原子核粒子束，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。另一種是高速運動的電子束，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。實驗表明，溫度、壓力、磁場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，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，俘獲一個軌道電子并放出一個中微子的過程。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，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行衰變一是自身達到更穩(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（即少一個核子），而原子序數(shù)比母核多1（即多一個質(zhì)子）”。
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衰變規(guī)律
放射性原子核的衰變是一個統(tǒng)計過程，所以放射性原子的數(shù)目在衰變時是按指數(shù)規(guī)律隨時間的增加而減少的，稱為指數(shù)衰減規(guī)律
。
其中No是衰變時間
時的放射性核的數(shù)目，N是t時刻的放射性核的數(shù)目，λ是衰變常數(shù)，表示放射性物質(zhì)隨時間衰減快慢的程度。對確定核態(tài)的放射性核素，λ是常數(shù)，它也表示單位時間該種原子核的衰變幾率。
測量放射性活度的方法取決于射線的類型、活度的等級等，通常分為絕對測量和相對測量兩大類。絕對測量是用測量裝置直接按照定義進行的測量。在實際應(yīng)用中放射源大多是β或α放射性，活度多數(shù)是微居里級的，這類放射性活度的絕對測量方法主要有小立體角法、4π計數(shù)法和符合法等三種。相對測量是用一個已知活度的標準源與待測樣品在相同條件下進行測量，根據(jù)它們計數(shù)率的比值和標準源的活度即可算出待測樣品的活度。
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(見遠離β穩(wěn)定線的核素)，它的半衰期越短。對于不同范圍的半衰期采取不同方法測量。對半衰期在10秒到秒范圍的核素，采用直接測量
的方法，利用指數(shù)衰減規(guī)律求出
。對半衰期在數(shù)分鐘到1～2年的核素，采用衰減跟蹤法，測量探測器計數(shù)率隨時間的變化，求出。對半衰期在10年以上的核素，采用放射性比度法。此外還有測定子核法等，這些方法都基于放射性的指數(shù)衰減規(guī)律。對于極短的半衰期（小于10秒）的測量，需要采用一些特殊的技術(shù)（見核能級壽命測量）。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)的衰變特性的測量可研究各種核性質(zhì)和核反應(yīng)機制。大量遠離β穩(wěn)定線的核素就是根據(jù)它們的衰變特性進行鑒定和研究的。
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，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，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，法國物理學(xué)家貝克勒爾在研究鈾鹽的實驗中，首先發(fā)現(xiàn)了鈾原子核的天然放射性。在進一步研究中，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)，外界壓強和溫度等因素的變化不會對實驗產(chǎn)生任何影響。貝克勒爾的這一發(fā)現(xiàn)意義深遠，它使人們對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)有了更新的認識，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)了放射性更強的釙和鐳。由于天然放射性這一劃時代的發(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。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。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)，有力地推動了放射性現(xiàn)象的理論研究和實際應(yīng)用。
危害
在大劑量的照射下，放射性對人體和動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，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重污染。切爾諾貝利事故以后，影響到中國各地牛奶中的碘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；六是運輸中出現(xiàn)事故；七是實驗性事故；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《全國放射事故案例匯編1988-1998》，中國大陸從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，將舊址轉(zhuǎn)讓給當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測站。忻州地區(qū)科委曾經(jīng)引進5個鈷60輻射裝置，用于育種。環(huán)境監(jiān)測站再擴建時，請了山西省環(huán)保局處理舊輻射源，但未查清究竟有幾個放射源，導(dǎo)致一個放射源遺留井下，被一位施工民工帶回家。他一個小時內(nèi)開始頭痛、嘔吐。他的妻子當(dāng)時已經(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，但沒有人能夠識別放射源。結(jié)果，放射源被扔進醫(yī)院的垃圾里。這個過程中，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。國際原子能機構(gòu)所記錄的中國較早的放射性事故，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，國家核安全局也通報了一些放射性事故。例如，2004年10月21日，山東濟寧一家始建于1994年的私營輻照廠，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)測進入輻照室工作，受照射時間達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儀進入輻照室工作，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90年代，從每年發(fā)生的事故數(shù)來看，中國與美國相近，如果將事故數(shù)與放射源擁有數(shù)結(jié)合起來看，中國的事故發(fā)生率要高于美國，大約是美國的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，還在全國設(shè)立多個培訓(xùn)中心進行嚴格培訓(xùn)，但事故還是時有發(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，回答公眾關(guān)心的問題，這對解除公眾的心理問題是很必要的。
核電站正常運行情況下，也會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號機組出現(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，不會造成健康影響。
至于核電站涉及到的排污問題，對在建的核電站都非常重視環(huán)保，對周邊水體內(nèi)的貝類、魚類都有檢測，以檢測核電站水的排放是否達到排放標準。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)文獻出版社 ，2010-5-1
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