回覆列表
-
1 # 飛賊克斯和康德馬特
-
2 # 科學薛定諤的貓
簡單的說,放射性指的就是放射性元素中的原子核衰變而釋放的射線。這些射線包括阿爾法,貝塔,伽馬這三種射線,人體如果接受到大劑量的射線,就會有生命危險,就像受到核輻射一樣,都是放射性元素在作怪。它們可以引起人體基因突變,後代畸形和一些放射病,人體短時間內承受600拉德輻射的劑量就會死亡。
我們日常生活中經常會說到某物質有輻射或者有放射性,但其實兩者是完全不一樣的概念。輻射一般指的是電磁波等向周圍傳播的一種形式,我們稱為電磁輻射,任何物體只要溫度高於絕對零度都會產生電磁輻射,我們在光譜上看到的那些紅外線,紫外線,可見光,微波,無線電波都屬於電磁輻射。而放射性(電離輻射)指的是化學元素從不穩定的狀態到穩定狀態衰變釋放能量的過程,我們中學時候學過的半衰期說的就是放射性元素中的原子核發生衰變釋放能量,變成另一種元素,質量減少一半所需要的時間。
化學元素越活潑,那麼它的放射性就越強,半衰期就越短,所有原子序數超過83的元素都具有放射性會持續放出射線,不同的放射性元素有不同的衰變方式(α衰變,β衰變,γ衰變),放出的射線有三種形式,阿爾法射線,這種射線的穿透能力很弱,不能穿透人體的面板,用一張紙就可以阻礙;貝塔射線指的是高能的帶電粒子,穿透能力比阿爾法射線強,可以穿透面板引起放射性傷害,但無法穿透鋁片;伽馬射線我們都熟悉,具有很高的能量,過量的伽馬射線對人體危害巨大,需要厚混凝土才能遮蔽。
輻射性分為兩類:一類是電磁輻射,即以電磁波形式傳播能量,我們看到的可見光,家裡的微波爐,手機通訊、無線廣播、衛星通訊等都利用了電磁波,也都有電磁輻射。另一類則是電離輻射,一般由於原子核狀態發生變化造成了微觀粒子流。伴隨原子核輻射的有阿爾法射線(α射線)、貝塔射線(β射線)、伽馬射線(γ射線)和中子,除了伽馬射線是電磁輻射外,其他核輻射本質都是粒子流,也就是電離輻射。目前沒有科學證據說明電磁輻射對人體健康有害,但電離輻射是肯定有害的。所謂放射性,其實主要指的就是核輻射。
阿爾法射線就是氦原子核,由兩個質子和兩個中子組成,帶兩個正電荷。阿爾法射線粒子叫做阿爾法粒子,它的質量和體積都比較大,能量也比較低。因此阿爾法粒子的傳播長度要短,通常人的面板或者一張紙就可以擋住阿爾法射線。阿爾法粒子和介質相互作用會使得介質原子發生電離或者被激發,對於一些較輕的原子也會引發核反應。貝塔射線其實就是高速運動的電子流,具有較高的穿透能力和較弱的電離能力。貝塔射線在空氣中一般能夠走幾米路程,到達人體時能被人體外的衣服削減,但部分貝塔射線可以穿透面板,一塊釐米厚度的木板或者毫米厚度的鋁箔就可以阻擋貝塔射線。伽馬射線是高能的電磁波,它不帶電但是具有非常強的穿透力,能夠輕易穿透人體組織,只有採用厚厚的混凝土或者達幾個釐米厚的鉛板才能阻擋伽馬射線。中子射線是電中性的高速粒子流,同樣它的穿透能力也非常強,但是某些特定元素的同位素對中子有強烈的吸收,比如氫原子、Li-6同位素、B原子、鎘原子等,因此要使中子減速或者阻擋住一般採用水或者摻有吸收中子元素的混凝土。
核輻射來源有天然放射性、宇宙射線和核反應等。某些元素的同位素是不穩定的,它會發生放射性衰變,從一個核素變化到另一個核素,並同時釋放出核輻射。宇宙射線主要來自宇宙中比較劇烈的天體活動過程,也主要是核反應,宇宙射線裡的核輻射主要是伽馬射線。核反應輻射指的是微觀粒子相互撞擊或者原子核受到粒子撞擊產生的輻射。用高速中子作為“炮彈”去轟擊一些比較重的原子核,會使原子核發生裂變,即分為兩個或者多個新的原子核,同時將釋放出多餘的中子和伽馬射線等其他核輻射。如果核裂變釋放出來的中子繼續轟擊其他原子核導致進一步裂變,這將形成鏈式反應,是原子彈和核反應堆的基本原理。
我們生活的自然界到處都存在核輻射,除了宇宙射線外,地表的土壤和岩石和建築用的花崗岩等都含有一定量的天然放射性元素,我們所飲用的水和食用的食物都可能含有少量的放射性物質,而在醫療檢查或者放射性治療中用到的X射線和伽馬射線都是輻射源。自然界中核輻射一半來自放射性氣體——氡氣的輻射。過量的核輻射會引起人體的不適甚至病變,積累過多的輻射會導致死亡。許多所謂的“鬼屋”其實是因為含有大量的氡氣和其他惰性氣體,容易使人產生幻覺並且對身體造成傷害,以至於某些抵抗力差的人會離奇地死亡。
放射劑量的單位有雷姆Rem和西弗Sv,它們之間的換算關係為1Sv=100rem。一次腿部或者手臂的X射線檢查的輻射劑量為0.01mSv;建築材料每年產生的輻射量約為0.03mSv;乘坐飛機在高空中受到的輻射量約為0.1mS。核輻射會增加人們得癌症的機率,比如接受0.25Sv的核輻射會增加1%得癌症的機率,但是即使不暴露在人為輻射下,人們患癌症的機率高達20%。我們同樣要認識到,即便我們不暴露在人為核輻射下,自然界中給我們一年的輻射量大約有2~5mSv,而一天抽20支菸的話,每年會帶來0.5~1mSv的輻射量(菸草中含有少量放射性物質)。
核輻射大量殺死白細胞、增加人們得癌症的機率、使胎兒畸形或者生物變異造成遺傳病等,嚴重的放射病甚至是致命的。避免核輻射的危害的唯一辦法就是減少輻射劑量。為此,我們需要儘量遠離輻射源或者儘量把輻射源遮蔽住。要嚴防放射性物質攝入體內,因為對於一般外部輻射物質汙染可以用清洗的辦法去掉,但是一旦攝入體內將永久保留,尤其對一些半衰期特別長的元素,長期的輻射積累對人體的傷害是極大的。