放射性與半衰期-光明日報-光明網

2020-12-05 光明數字報

    編者按  日本大地震所導致的核洩漏與輻射汙染事故,引發了公眾對核知識的關注。圍繞放射性的基本知識、電離輻射對人體健康的影響、核與輻射突發事件的特徵等科普話題,《科技天地》近日專門約請了幾位專家來為讀者答疑解惑。從本期開始,我們將陸續選登採訪的內容,希望對您有所幫助。

    嘉賓:潘自強 中國工程院院士、國家核應急協調委員會專家

    陳竹舟 國家核應急協調委員會專家

    葉常青 中國人民解放軍軍事醫學科學院研究員

    採訪:本報記者 胡其峰

    記者:什麼是放射性?是誰發現了這一現象?其科學原理是什麼?

    嘉賓:放射性的發現,已經有100多年了。最早發現放射性的是法國科學家貝克勒爾。1896年貝克勒爾在研究鈾礦的螢光現象時,發現鈾鹽礦發射著類似X射線的穿透性輻射。兩年之後,法國物理學家居裡夫人從鈾礦中發現了另一個能發射射線的新元素——釙,四年後她又發現了鐳,居裡夫人建議把物質能夠自發發出射線的性質稱之為放射性,放射性的名稱就是這樣產生的。

    大家都知道,世界上一切物質都是由原子構成的,原子又是由帶正電的原子核和圍繞著原子核的帶負電的電子組成的。大多數核素的原子核是穩定的,但也有一些核素的原子核不穩定,能發射出放射線。具有放射性的核素被稱為放射性核素。放射性核素髮射出放射線後將變成新的同位素,新同位素可能是放射性同位素,也可能是穩定同位素,而這一過程則稱為放射性衰變。

    記者:放射性半衰期是怎麼回事?為什麼時間長了,有的放射性物質的放射性變弱,甚至消失不見了?

    嘉賓:人們在使用或保存放射性物質的過程中,可能發現某些放射性物質的放射性隨時間的推移不斷變弱,甚至消失不見(儀器也測量不到!)。這說明,放射性物質隨時間有減弱的趨勢,但這種趨勢又因放射性核素的不同而有很大差異。於是引入放射性半衰期的概念。放射性半衰期是放射性核素因放射性衰變,而使其活度降低到原來的一半時所經過的時間。放射性半衰期通常用符號T1/2表示。

    不同放射性核素的放射性半衰期差異很大。短的只有幾天、幾小時、幾分鐘,甚至不到1秒鐘,長的卻可達幾千年、幾萬年,甚至是幾億年、幾十億年。以比較常見的放射性核素為例,氡為3.82天,碘-131約為8天,鈷-60為5.3年,氚為12.3年,鍶-90為29.1年,銫-137為30.0年,鐳-226為1.6X103年,鉀-40則長達1.3X109年。一般來說,天然放射性核素的半衰期較長,而多數人工放射性核素的半衰期都較短。

    按照半衰期的概念,一定量的放射性核素放置一個半衰期的時間,其放射性活度將減一半;放置6個半衰期,將減至原來的1/64;而放置10個半衰期後,放射性活度只約為原來的1/1000。由此可知,讓短半衰期的放射性物質擱置一定時間後,可使其放射性活度降低到很低而不致對人體的健康產生影響;但對長半衰期的放射性核素,有限的時間對其放射性活度的減少幾乎不起作用。

    在各種輻射中,由X射線裝置產生的X射線就不存在半衰期的概念,因為只要關掉X射線裝置,也就不產生X射線了。

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