什么是放射性核素的意思概念介紹應(yīng)用
什么是放射性核素的意思概念介紹應(yīng)用
放射性核素是指不穩(wěn)定的原子核,能自發(fā)地放出射線(如α射線、β射線等),通過衰變形成穩(wěn)定的核素。那么你對放射性核素了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是放射性核素的內(nèi)容,希望大家喜歡!
什么是放射性核素
放射性核素,也叫不穩(wěn)定核素,是相對于穩(wěn)定核素來說的。它是指不穩(wěn)定的原子核,能自發(fā)地放出射線(如α射線、β射線等),通過衰變形成穩(wěn)定的核素。衰變時(shí)放出的能量稱為衰變能,衰變到原始數(shù)目一半所需要的時(shí)間成為衰變半衰期,其范圍很廣,分布在10年到10秒之間。
核素的放射性是由法國物理學(xué)家貝克勒爾于1896年在研究物質(zhì)的熒光時(shí)發(fā)現(xiàn)的。自然界存在許多種放射性衰變。衰變后中子或質(zhì)子的數(shù)量不同,因此大多衰變后產(chǎn)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(fā)裂變、質(zhì)子發(fā)射、集團(tuán)發(fā)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,可由鋁屏蔽。伽瑪射線穿透力強(qiáng),必須使用比較后的材料阻擋,例如一層非常厚的鉛。
放射性核素分類
穩(wěn)定的核素,核內(nèi)的質(zhì)子和中子數(shù)近似相同,分布在核素圖(見圖3)的狹長范圍內(nèi),被稱為β穩(wěn)定線。處于穩(wěn)定線左側(cè)的放射性核素稱為豐質(zhì)子核素,處于穩(wěn)定線右側(cè)的放射性核素ch稱eng為豐中子核素。如果繼續(xù)遠(yuǎn)離穩(wěn)定線,原子核會因?yàn)闊o法束縛住更多的中子或質(zhì)子而產(chǎn)生破裂,這個極限被稱為質(zhì)子或中子滴線??拷|(zhì)子或中子滴線的核素,由于距離穩(wěn)定線較遠(yuǎn),又被稱為遠(yuǎn)離核素。距離穩(wěn)定線越遠(yuǎn)的核素,衰變半衰期越短。
相同質(zhì)子數(shù)(又稱原子序數(shù))Z,中子數(shù)N不同的核素,稱為同位素,相同質(zhì)子數(shù)的同位素因其化學(xué)性質(zhì)相同又統(tǒng)稱元素;相同中子數(shù)N,質(zhì)子數(shù)Z不同的核素,稱為同中子素;相同質(zhì)量數(shù)A(A=Z+N),質(zhì)子數(shù)Z不同的核素,稱為同量異位素。
原子核的穩(wěn)定性有其規(guī)律。由于核力的原因,原子核的質(zhì)子和中子數(shù)在2、8、20、28、50和82等數(shù)值時(shí)最為穩(wěn)定,稱為幻數(shù)。質(zhì)子數(shù)處于幻數(shù)的穩(wěn)定同位素的個數(shù)最多。處于幻數(shù)的穩(wěn)定或放射性核素,相對來說,最不易通過核反應(yīng)或衰變變成其他核素。
放射性核素應(yīng)用
穩(wěn)定或極長壽命的核素只有不到300個。隨著科學(xué)的發(fā)展,放射性同位素更多通過加速器或反應(yīng)堆通過核反應(yīng)合成,已知的放射性核素大約2000多種,理論預(yù)言滴線內(nèi)存在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(yīng)用。其應(yīng)用主要是通過放射源來實(shí)現(xiàn)的。
應(yīng)用范圍包括:醫(yī)學(xué):癌癥放療、放射性藥物顯影;工業(yè):產(chǎn)品測厚、材料輻照改性等;生活:火災(zāi)報(bào)警;考古和環(huán)境:放射性定年、污染來源檢測等;航天和深海探測:同位素電池、同位素?zé)嵩吹取?/p>
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(chǎn)生的熱量,經(jīng)過熱電轉(zhuǎn)化,形成電能的裝置,在沒有太陽光照的環(huán)境,如月夜,是非常好的供能裝置。
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