大家好，歡迎收看我的百家號愉快代替生活，今天小編要給大家介紹的是放射和看不見的輻射。
放射性
幾乎沒人想要過沒有電的生活,而世界電力的大部分都是核電。核電是個重要的科學領域,它的發展起源於放射性的研究。1896年,法國物理學家亨利·貝克勒爾首次發現了某些元素會穩定地釋放出放射性能量放射性是原子核的自發衰變。一些化學元素的原子本身是不穩定的,會不時地裂開。在平均有數萬億原子數的樣本中,放射性會在物質表面產生穩定的粒子碎片。這種效應能使放射性物質升溫,令人感到燙手。事實上,地球的內熱就被認為是來自地球深處的放射性巖石。
在對原子核有任何清晰了解之前,人們就已經發現了放射性。最早發現放射性的是法國物理學家享利·貝克勒爾( Henri Becquerel)。他的職業是工程師,但卻對德國物理學家威廉·倫琴在1896年發現的X射線非常感興趣。貝克勒爾開始思考,這些射線是否與磷光現象有關。磷光現象是指一些物質能夠吸收光線,然後慢慢地發出暗淡的光芒,且發光過程可能持續數小時。
1896年,貝克勒爾開始進行實驗,以期發現X射線和磷光現象之間的關係。某些物質會出現特別強烈的磷光反應,它們因而被稱為「磷光鹽」。貝克勒爾閱讀了資料,知道倫琴是因為注意到密封的感光板上出現了灰霧而發現了ⅹ射線。他試圖重現這一現象,於是用黑紙包好了底片,並把磷光鹽放在上面。但他試遍了所有的磷光鹽,底片上都沒有任何痕跡,直到用了鈾鹽。鈾鹽在底片上留下了明顯的暗霧。但這裡出現了一個問題。
看不見的輻射
貝克勒爾發現,鈾鹽即便被放在黑暗的環境中,也會出現這種現象,因此原因不可能是磷光現象。他認為鈾發出了某種我們看不見的輻射,透過了紙張,令底片起霧。法籍波蘭裔物理學家瑪麗·居裡為此想出了一個名字—放射性,因為這種材料像無線電發射機一樣,會釋放能量。貝克勒爾和其他一些研究者更細緻地研究了這種輻射的性質。他們利用各種障礙物來屏蔽輻射,想看看輻射到底有多麼大的能量。他們還在輻射上施加電磁場,來確定它的電荷、質量和速度。
他們發現,輻射實際上有三種形式,分別是α、β和y輻射α輻射波長較短,只有幾釐米,用張紙就能屏蔽。它由重粒子組成,並且帶有很強的正電荷。a粒子實際上就是氦核,每個α粒子包含兩個中子和兩個質子。β輻射也由粒子組成,雖然它帶負電且比粒子輕很多(現在我們知道B粒子是快速運動的電子),但其波長達幾十釐米,要鋁板才能阻隔。最後一種是γ輻射,它不帶電,也沒有質量,是一種非常高能的電磁輻射,比X射線的能量還要高。y輻射的波長沒有限制,通常需要很厚的鉛版才能屏蔽。為什麼有些化學元素的原子核很穩定而有一些會衰變?這是原子核物理中的複雜問題。
一般來說比起較小的原子核,較重的原子核,如鈾和鈽,更難緊緊地維持一體,因此大多數重原子核都具有放射性。一些小原子核也有同樣的性質,例如鎝元素,儘管它比銀輕,但卻具有放射性。放射性是原子核內隨機的量子過程的結果,因此我們無法肯定某放射性元素的任一原子核會在什麼時候裂開。物理學家通常會考察大量的原子核,從統計上看待它們的行為。物理學家主要用半衰期這個物理量來描述具體的放射性元素,半衰期是選定樣本衰變一半所用的時間。放射性碳測年便用的是這個原理,通過放射性碳元素的自然衰變(半衰期為5730年),來測定遠古樣本的年代。
嬗變
20世紀初時,在紐西蘭出生的物理學家歐內斯特·盧瑟福( ErnestRutherford)推測,放射性衰變實際上是從一種元素變成了另一種元素,這個過程就是嬗變。例如,在放射性碳測年的過程中,碳原子原子核中的一個中子變成了一個質子和一個電子。這個電子以B粒子的形式釋放出去,剩下的原子核就比原來多出了一個正電荷。而化學元素的種類由原子核的電荷決定,因此這時,碳元素就變成了另一種元素—氮。
放射性物質對人類和其他生物有害。1986年,烏克蘭車諾比核電站突然發生爆炸,放射性雲霧籠罩了很大的一片區域,汙染了土地,並導致生物罹患輻射病。這個事件深刻地表明了放射性物質的殺傷力。核彈爆炸後的放射性沉降物也差不多有同樣的效果。不過,放射性的發現為我們理解亞原子世界帶來了巨大的進步。而對亞原子的理解反過來又為醫學、地球科學以及核電等方面帶來了好處。1903年,亨利·貝克勒爾因其發現獲得了諾貝爾物理學獎。現在,他的名字被用做放射性的單位,一貝克勒爾(Bq)表示每秒有一個原子核衰變。