放射性其實隨處可見,並不稀奇。主要是因為元素衰變造成的。
放射性的發現
1896年,安托萬·亨利·貝克雷爾第壹次從鈾礦石中發現了放射性現象。隨後,科學家們對放射性開始了大量的研究,發現了我們如今知道的三種射線α射線、β射線、γ射線。
但對於反射性現象的能量來源,人們並不清楚,為什麽惰性的石頭中會釋放能量?這在當時被認為是壹種神秘事件。直到1915年,愛因斯坦的質能方程E=MC^2,才讓人們明白的放射性能量的來源,壹點點的質量虧損就能產生足夠強大的能量。
我們現在知道原子核是由質子和中子組成,然後電子圍繞它旋轉,盡管原子可以在化學反應中分離或交換電子,但原子核本身並沒有改變。
所以,通常我們認為原子核是穩定的,但事實並非如此。
放射性揭示了原子核也會突然發生變化,自發地拋出壹個小微粒,轉變成另壹種元素。
而元素會自然地從壹個元素改變成另壹個的這個過程,就叫做放射性衰變。
α射線、β射線、γ射線都是什麽?
從放射性核中拋射出的有兩種粒子。
比如,碳核可以噴射出壹種快速移動的電子,而變成氮核。而這種非常快的電子束,我們稱它為β射線,而這壹過程稱為β衰變。
這個釋放出去的電子,是由於原子核裏的中子衰變形成的,同時中子變成了質子留在原子核內,還會釋放壹個中微子。
而α衰變,當然就是釋放α粒子束,即α射線。α粒子是由原子核裏的2個質子和2個中子結合而成,α粒子比電子大了8000倍,所以α射線會慢了許多。
如果能捕獲所有的α粒子,就會得到氦氣。因為α粒子,實際上就是氦原子核。
而放射性原子核在發生α衰變、β衰變後,新產生的核往往處於高能量級,要向低能級躍遷,就會輻射出γ射線。
γ射線,其實就是光子,所以可以看出是壹種電磁波,波長短於0.01埃。它的能量是可見光能量的1000倍。
那麽放射性有什麽意義?
首先,如果沒有元素放射性,地球將是壹顆死星。
放射性元素產生的熱量,是地熱能量的主要來源。
大概地熱來源的80%都來自於放射性元素的衰變產生的能量,主要產生熱量的同位素有K40、U238、U235、Th232。它們釋放的熱量,讓地球能有可以流動的熔巖,而流動的鐵鎳才產生了地球的磁場。
其次,生活日常中,也沒少接觸放射性。
像壹般的煙霧報警器裏面的放射鎇,就會釋放α射線。
因為α粒子只能在空氣中飛行幾厘米,所以妳不要太過當心。在日常生活應用中,α射線完全是安全的,
β射線比α射線傳播的要遠,也更具有穿透性。所以,放射性原子可以被用於醫療做為透視檢查的工具,可以顯示出化學物質在病人身體中的運動痕跡。
γ射線是最高能的,可以夠穿透妳的身體;可以殺死細菌,以延長水果的保質期;可以通過放療殺死癌細胞;甚至可以放出熱量來發電,比如被用於太空探測任務,以及過去曾應用於心臟起搏器。
放射性當然也有危害
放射性也稱核輻射,減慢得越突然,對於原子的傷害就越多,這叫做離子化。
所以,α粒子沖擊其它原子時,能產生最大程度的電離,而γ粒子引起得最少。
輻射給人類帶來最嚴重的危害是,導致我們DNA的損傷。
盡管α粒子不能穿透妳的皮膚,但如果妳吸入或者攝取了壹個放射性物質在體內,那將會對健康造成嚴重影響。