什麼是放射性核素的意思概念介紹應用

General 更新 2024年11月25日

  放射性核素是指不穩定的原子核,能自發地放出射線***如α射線、β射線等***,通過衰變形成穩定的核素。那麼你對放射性核素瞭解多少呢?以下是由小編整理關於什麼是放射性核素的內容,希望大家喜歡!

  什麼是放射性核素

  放射性核素,也叫不穩定核素,是相對於穩定核素來說的。它是指不穩定的原子核,能自發地放出射線***如α射線、β射線等***,通過衰變形成穩定的核素。衰變時放出的能量稱為衰變能,衰變到原始數目一半所需要的時間成為衰變半衰期,其範圍很廣,分佈在10年到10秒之間。

  核素的放射性是由法國物理學家貝克勒爾於1896年在研究物質的熒光時發現的。自然界存在許多種放射性衰變。衰變後中子或質子的數量不同,因此大多衰變後產生了新的元素。最常見的衰變是α衰變、β衰變、γ衰變。這三種衰變中,原子核分別放出α粒子***氦原子核,見圖1***、β粒子***電子,見圖2***和γ射線***高能光子***。此外,還有電子俘獲、自發裂變、質子發射、集團發射等衰變種類。

  α粒子是帶電粒子,其穿透力最小,一張紙可擋住。β粒子次之,可由鋁遮蔽。伽瑪射線穿透力強,必須使用比較後的材料阻擋,例如一層非常厚的鉛。

  放射性核素分類

  穩定的核素,核內的質子和中子數近似相同,分佈在核素圖***見圖3***的狹長範圍內,被稱為β穩定線。處於穩定線左側的放射性核素稱為豐質子核素,處於穩定線右側的放射性核素ch稱eng為豐中子核素。如果繼續遠離穩定線,原子核會因為無法束縛住更多的中子或質子而產生破裂,這個極限被稱為質子或中子滴線。靠近質子或中子滴線的核素,由於距離穩定線較遠,又被稱為遠離核素。距離穩定線越遠的核素,衰變半衰期越短。

  相同質子數***又稱原子序數***Z,中子數N不同的核素,稱為同位素,相同質子數的同位素因其化學性質相同又統稱元素;相同中子數N,質子數Z不同的核素,稱為同中子素;相同質量數A***A=Z+N***,質子數Z不同的核素,稱為同量異位素。

  原子核的穩定性有其規律。由於核力的原因,原子核的質子和中子數在2、8、20、28、50和82等數值時最為穩定,稱為幻數。質子數處於幻數的穩定同位素的個數最多。處於幻數的穩定或放射性核素,相對來說,最不易通過核反應或衰變變成其他核素。

  放射性核素應用

  穩定或極長壽命的核素只有不到300個。隨著科學的發展,放射性同位素更多通過加速器或反應堆通過核反應合成,已知的放射性核素大約2000多種,理論預言滴線記憶體在8000種以上放射性核素,稱為人工放射性。

  目前,大約有200種以上的放射性核素在社會生活的各個方面具有廣泛的應用。其應用主要是通過放射源來實現的。

  應用範圍包括:醫學:癌症放療、放射***物顯影;工業:產品測厚、材料輻照改性等;生活:火災報警;考古和環境:放射性定年、汙染來源檢測等;航天和深海探測:同位素電池、同位素熱源等。

  例如,同位素電池是利用放射性同位素的衰變,如 Pu-238的α衰變產生的熱量,經過熱電轉化,形成電能的裝置,在沒有太陽光照的環境,如月夜,是非常好的供能裝置。

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