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61 放射性和放射线有什么不同（第1页）

61　放射性和放射线有什么不同

自日本福岛核电站事故以来，我们经常可以从新闻中听到放射性、放射线、放射性物质等相似的词语。这些词语有什么不同，又分别代表什么意思呢？

◎核衰变

人们熟悉的核反应有核聚变和核裂变两种。但还有另外一种重要的反应，那就是核衰变。核衰变指的是原子核发射出小的原子核碎片或高能量电子波，变成其他原子的反应。能够发生如上反应的原子叫作放射性元素，这种反应发射出的原子核碎片或者电磁波叫作放射线，容易混淆的词语是放射性。放射性指的是“可以发射出放射线的能力”，因此只要是放射性元素都具有放射性。假设棒球的投球手是放射性元素，投球手投的球是放射线，放射性指的是投球手可以投球的能力。因此人被球（放射线）砸到会疼，而放射性并不会带来伤害。

◎放射线的种类

放射线具有极高的危险性，如果生物直接暴露在放射线下的话，很容易造成死亡。但也有防御（隔绝）放射线的方法。放射线有几种类型，常见的有以下几种：

α（阿尔法）射线：高速运动的氦原子核，可以用铝箔或者厚纸板隔绝。

β（贝塔）射线：高速运动的电子，可以用几毫米厚的铝板或者1厘米左右厚的塑料板隔绝。

γ（伽玛）射线：和拍X光时的X射线一样，是能量很高的电磁波。需要用10厘米以上的铅板隔绝。

中子射线：高速运动的中子，即使是厚度1米的铅板也不能完全隔绝辐射，但是水能够有效隔绝。

◎核衰变的类型

核衰变不仅在地球内部发生，在我们人体内部也进行着。我们体内有一种叫14C的碳的同位素，它会释放出β射线，衰变成14N。可以说我们随时都沐浴在自己体内的放射线下。

地球内部存在有K的同位素40K，会释放出β射线衰变成40Ca。此外还有铀（U）、镭（Ra）等元素也会衰变，它们衰变时释放出的能量会在地球内部堆积，使地球内部的温度高达5000℃～6000℃，形成熔岩状的地幔。

◎半衰期

核反应堆一旦发生事故，容易引起的问题就是放射性物质的泄漏。想必有人听到过半衰期为8天的碘131或者半衰期为30年的铯137泄漏到环境中的新闻。那么半衰期究竟是什么？

我们来看下初始物质A变成生成物B的反应A→B。反应开始后，A开始向B变化，A的量（浓度）随时间逐渐减少。经过一定时间后，A的量恰好变成初始量的一半，这时，把从反应开始到此时的时间叫作半衰期。

经过半衰期2倍的时间后，A的量变成了一半的一半，也就是四分之一。半衰期3倍的时间后，A的量变成了初始的八分之一。A的量随着时间的推移不断减少，其减少的速率随时间变化趋于稳定。

半衰期短的反应速度快，半衰期长的反应速度慢。半衰期长的放射性元素可以在环境或体内长时间残留，其间一直释放出放射线。[1]

图9-16　半衰期

◎年代测定

利用原子的半衰期可以进行年代测定。年代测定指的是假设有一个老旧的木雕品，对这个木雕品进行制作时间测定的技术。

树木活着的时候会进行光合作用，吸收空气中的二氧化碳CO2。碳中含有一定比例的碳的同位素14C，因此吸收了CO2的植物内部的碳里也会含有一定比例的14C。

但是树木被砍伐后，就无法再进行光合作用。也就是说空气中新的14C无法再进入到树木中。由于14C是放射性元素，半衰期是5730年，会衰变成N。因此木材内部的14C浓度会不断减少。

图9-17

因此，如果木材中14C的浓度是初始浓度的一半，树木是在约5730年前被砍伐的，如果是初始浓度的四分之一，则是半衰期的2倍时间，即1.146万年前。可以以此来推断树木的年代。

但这个测定方法能够成立的前提是空气中二氧化碳所含的14C的浓度不变。地球内部发生的核反应以及宇宙辐射的宇宙射线会持续补充14C的含量，因此已经通过观测确认了14C的浓度不变这一点。

曾有案例对陶器底部残留的糠秕进行了年代测定，测定结果也证实了该陶器是日本绳纹时代的产物。

◎放射疗法

放射线给人以恐怖、危险的印象，但其实并不然。放射线是现代医疗中不可或缺的武器，尤其是常常用于癌症的治疗。

肿瘤是有特殊复制再生能力的变异细胞，消灭肿瘤的办法只有两种，要么是通过手术切除，要么是通过某种办法遏制肿瘤细胞复制再生的能力。

而后者的有效手段就是利用放射线进行放射疗法。特别是使用质子、碳原子核等进行的放射疗法引起了广泛的瞩目。这正是“是毒还是药的区别只在剂量”的最好诠释。被视为洪水猛兽的放射线，只要使用方法得当，也可以成为人们强大的帮手。

[1]核反应的半衰期千差万别，长的超过100亿年（铂190的半衰期是6900亿年，铟115是4000兆年），短的仅有千分之一秒（鉨278的半衰期仅有0.00034秒）。

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