化學 - 放射性

緒論

• 由於原子核的不穩定性，從原子核中發射粒子的過程被稱為放射性。

• 釋放這種能量/射線的物質被稱為放射性物質。

• 從這種放射性物質釋放出的不可見射線被稱為放射線。

• 同樣，放射性是一種核現象，它（自然地）發生在原子核不穩定的時候。

• 1896年，亨利·貝克勒爾首次觀察到放射性現象，但“放射性”這個術語是由瑪麗·居里創造的。

• 瑪麗·居里於1898年發現了放射性元素釙和鐳。

• 由於她的發現，瑪麗·居里獲得了諾貝爾獎。

放射線

• 經過多年的實驗，歐內斯特·盧瑟福和他的同事（漢斯·蓋革和他的學生歐內斯特·馬斯登）發現了α射線、β射線和γ射線。

• 這些射線是原子衰變的結果而發射出來的。

α粒子

• α粒子通常由兩個質子和兩個中子緊密結合在一起組成。

• α粒子在放射性衰變（或α衰變）過程中從放射性核素的原子核中釋放出來。

• α粒子與普通氦原子核或雙電離氦原子核相同。

• 與其他粒子（即γ射線和β射線）相比，α粒子較重且速度較慢。因此，α粒子在空氣中的射程非常小。

• 由於速度慢，α粒子的穿透能力非常弱；即使是一張薄紙也能阻止這些粒子（見上圖）。

• 由於具有雙正電荷，α粒子具有很高的電離能力。

β粒子

• β粒子是某些放射性核素在放射性衰變（也稱為β衰變）過程中發射出的快速運動的電子。

• β粒子的重量輕得多，並帶有一個負電荷。

• β粒子的電離能力比α粒子弱。

• 由於重量輕，β粒子比α粒子傳播得更遠；然而，幾張紙或一片鋁箔就能阻止β粒子。

• β粒子帶負電，會被帶正電的粒子吸引。

γ粒子

• γ粒子是放射性元素在放射性衰變過程中發射的高能電磁能量（光子）束。

• 在所有三種粒子（α粒子、β粒子、γ粒子）中，γ粒子是最具能量的光子。

• γ粒子是電磁輻射（EMR）的形式，起源於原子核。

• γ射線的波長是三者中最短的。

• γ粒子不帶電，是中性的；因此，它們不受磁場和電場的影響。

放射性元素的用途

• 放射性元素用於：

  • 醫學領域（許多疾病的治療）

  • 工業過程

  • 能源生產——核反應堆