放射性同位素——核辐射的主角
①同位素就是一种元素存在着质子数相同而中子数不同的几种原子。由于质子数相同,所以它们的核电荷和核外电子数都是相同的,并具有相同核外电子排布。由于最外层电子数相同,因此原子核的某些物理性质也有所不同,例如放射性,并不是所有同位素都具有放射性,有放射性的同位素称为“放射性同位素”,没有放射性的则称为“稳定同位素”。大多数的天然元素都由几种同位素组成,目前已知的稳定同位素约___种,而放射性同位素竟达____种。
②一般来说,原子质量很大的金属,像钚、铀、镭等,都具有较强的放射性,在化学元素周期表中,锕系元素和镧系元素以及铀元素全部带有放射性。另外某些原子质量小的同位素也带有放射性,如碳14、钴60。
③放射性同位素的原子核很不稳定,会不间断地、自发地放出射线,直至变成另一种稳定同位素,这就是所谓的“衰变”,放射性同位素在进行衰变的时候,可放射α射线、β射线、γ射线,α射线、β射线对人体危害不大,而γ射线对人体有较大的伤害,会诱发人体基因突变。
④放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间,叫半衰期。换言之,半衰期是指某个样品中一半的原子核发生衰变所需的时间,不同放射性同位素的半衰期差异很大,短的只有几天、几个小时、几分钟,甚至不到1秒钟。长的却达几千年、几万年,甚至是几亿年、几十亿年,例如,日本“3·11”地震及海啸引发的核辐射中的碘131的半衰期约为8天,铯137为30年,钚239为24000年,铀238则为44.7亿年。半衰期越短,其原子越不稳定。
⑤经过连接的几个半衰期后,放射性同位素的活度会因衰变而减至初始活度的l/2、1/4、1/8,等等。这意味着我们可以预测任何时候的剩余活度。随着数量的减少,放射性同位素所发出的辐射也相应地减少。
⑥放射性同位素释放的放射线能够破坏活的细胞,对人体造成巨大的伤害,但在医疗上,可以用来杀菌消灭微生物,并且可以用来杀灭癌细胞等。放射线也具有很强的贯穿能力,它可以用来观察固体内部的目标,就像X射线那样用于病灶的检查。在工业上,放射性也有很多应用,例如用β射线来测量纸的厚度,用γ射线照片来检查机器内部结构等。
⑦当然,如果应用不当,核辐射也会造成难以估计的损失。