新浪科技|什么是放射性？核辐射污染有何影响？
新浪科技讯 北京时间4月15日消息 ， 一说到“放射性” ， 我们的第一个反应可能是超级英雄——在城市里飞来飞去 ， 变身成火球人或者像浩克一样的坏脾气大家伙 。 或者 ， 你脑海中还会浮现出核事故之后的黑暗世界末日景象 。
但是 ， 在120年前 ， 人们对放射性的认识和现在的完全不一样 。 事实上 ， 当时 ， 人们认为 ， 放射性是健康和活力的神奇源泉 。 诸如镭之类的放射性元素 ， 开始出现在各种产品——从牙膏到手表表盘乃至黄油！——的成分表中 。
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二十世纪的人们：如果生活给了你镭 ， 就把它添加到所有东西中去！
所以 ， 后来到底发生了什么 ， 让这种看似神奇的发现 ， 变成了人人闻之色变的怪兽呢？
为什么有些元素具有放射性？
想象一下 ， 你的鼻子不小心吸入了一些花粉 ， 有点难受 ， 正想打喷嚏 。 就是这种想打喷嚏的感觉 。 有些原子 ， 它就一直处于这种“想打喷嚏”的状态：想要驱逐多余能量 ， 恢复稳定的冲动 。
我们周围所看到的大多数东西 ， 都是由具有稳定原子的元素组成 。 这意味着 ， 你身边那张富含碳元素的桌子 ， 不会自行分解成其他东西 。 负责维持原子稳定性的亚原子部分 ， 叫做原子核 。
原子核内部 ， 有带正电的质子和中性的中子 。 这些“核子”通过一种被称为强核力的力量捆绑在一起 。 强核力可以抵消带相同电荷的质子之间互相排斥的电场力 。 核力的作用范围很小 ， 并且取决于原子核内部中子和质子的比率 。
但是 ， 当中子数量超过质子数量时 ， 不同力量之间的平衡开始瓦解 。 例如 ， 具有六个质子和六个中子的碳-12是一种稳定的碳同位素 ， 而具有八个中子和六个质子的碳-14就是一种不稳定的碳同位素 。 或者 ， 原子核内中子和质子的数量 ， 超过了强核力可以维持原子核稳定的阙值 ， 比如比铋-209更重的任何原子核 。 这些情况 ， 都会导致不稳定的同位素出现 。
就好比我们的身体 ， 在打喷嚏时通过一系列的膨胀和收缩活动将刺激性物质排出一样 ， 不稳定的元素同位素也会释放出不同的粒子或能量形式 ， 以恢复原子核内部各力量之间的平衡 。 在这个试图恢复稳定的过程中 ， 它们会形成新的原子核 。
这种为了恢复稳定而形成新原子核的性质 ， 就是我们常说的放射性 ， 而这个过程叫做放射性衰变 。
原子核如何进行放射性衰变？
原子核可以通过释放α、β或γ射线（有时是三种射线的组合）来进行核衰变和放射性衰变 。
α粒子基本上同于氦-4的原子核 ， 由两个质子及两个中子组成 。
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镭-226原子核经过α衰变形成不同的元素：氡-222和α粒子
α粒子相对较重 ， 只能在空气中传播几厘米的距离 。 一张纸或一块塑料就能轻松隔阻α粒子 。
重元素原子核内的中子转变为质子（或质子转变为中子）的过程中 ， 原子核会释放出电子或正电子 ， 即β粒子 。
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β粒子携带的能量高于α粒子 ， 穿透力也更强 ， 但电离能力要弱一些 。 β粒子可以在空气中传播 ， 但薄金属片甚至防护服就可以阻隔β粒子 。
最后是能量最高、最致命的放射性衰变形式：γ射线 。
在发生α衰变和β衰变之后 ， 处于高能量状态的原子核仍必须返回到更加稳定的低能量状态 ， 这时候释放出来的高能量射线即γ射线 。
原子核可以在几秒内、或者几天、几年甚至几个世纪的时间里 ， 自发地发生所有这些衰变 ， 转变为稳定的形式 。 该速率取决于放射性物质的半衰期 ， 即放射性物质衰减到其初始值一半所需要的时间 。
放射性和核能的兴起
说起放射性 ， 就不得不提居里夫人 。 她使用过的用铅密封的高放射性实验室、笔记本、菜谱和家具等 ， 都受到了镭元素的污染 ， 并且这些污染将在未来12000年内继续存在 。 但是 ， 这些受污染的东西同时也证明了居里夫人在放射性领域的贡献 ， 也是她两次荣获诺贝尔奖的原因 。
她与丈夫皮埃尔·居里 ， 以及亨利·贝可勒尔在二十世纪初发现的放射性和放射性元素 ， 开创了原子物理学的一个全新领域 。 最终 ， 基于放射性和放射性元素的研究 ， 人们发现了原子的不同组成成分和核能 。
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居里夫人的研究笔记
诸如铀-235和钚-239等放射性元素在受到中子撞击后会释放大量能量 。 如果在核反应堆内操作得当 ， 这些燃料可长期提供能源 。 一公斤铀-235可以通过核裂变产生将近2400万千瓦时的电力 ， 而一公斤的煤炭只能产生8千瓦时的电力 。 正确使用这种能源可以解决全球二氧化碳排放与日俱增的难题 。
但是 ， 核能的致命弱点是如何安全地处理废弃的放射性燃料 ， 以及全世界对核事故的广泛担忧 。
几十年前发生的切尔诺贝利核事故至今仍让人心有余悸 。 一个核反应堆熔毁 ， 就能导致大片土地世世代代不宜居住 ， 更不用说暴露在核辐射下的数千万人将一生受此影响 。
当地政府如今在核反应堆周围建造了巨大的石棺 ， 以防止核辐射泄露到空气中 。 此外 ， 核反应堆的残骸被密封在厚实的钢结构之内 。 清理工作将一直持续到2065年 。
2011年 ， 地震引起的海啸袭击了福岛第一核反应堆 ， 致使事故半径20公里内的数千人撤离 。 政府相关机构仍在清理周围环境 ， 清除和处理受影响区域内的表层土壤 。
放射性的影响
放射性物质的有害影响可以通过辐射暴露间接地、或通过接触或摄入直接地影响我们的身体 。
辐射暴露
总体而言 ， 辐射并不危险 。 反射表面可以反射光 。 用来加热食物的微波或手机接收的信号等 ， 都是不同形式的辐射 。 但有一种辐射对所有生物体尤其危险 ， 即核辐射 ， 也称为电离辐射 。
放射性物质在其衰变过程中会释放出电离辐射 。 通过敲除中性原子携带的电子 ， 电离辐射可以将原本不带电的原子变为带正电荷的离子 。 任何生物暴露在如此高能量的辐射之下 ， 它们非但不会获得放射性能力或超能力 ， 只会变成辐射中毒的受害者 。
核辐射导致的辐射中毒可以轻易地破坏DNA的分子结构 ， 并损害活细胞 。 大剂量或长时间的辐射中毒已被证明具有致命性 ， 因为这些射线可致癌 。
放射性污染
由于放射性物质直接与人体内部或外部接触 ， 这种形式的危险性是辐射暴露的两倍 。 直接接触不仅使人体暴露于辐射中毒的危险之中 ， 也会通过影响特定身体部位而造成内部损伤 。
摄入放射性镭之后 ， 我们人体会误将放射性镭当做钙 ， 不断地将体内的钙元素替换成摄入的镭元素 ， 最终导致骨骼和牙齿坏死 。 放射性铀元素经摄入后 ， 主要攻击和损坏肾脏 。
放射性总是有害吗？
在毒理学中 ， 有一种说法叫做“只要剂量足 ， 万物皆有毒”（the dose makes the poison） 。 虽然暴露于超过管制剂量的放射性物质 ， 可导致严重的基因突变和癌症 ， 但在管制剂量范围内 ， 放射性物质却可用于治疗癌症 。 比如 ， 放射性碘 ， 可用于癌症的放射性治疗 ， 以及用于甲状腺造影 。 放射性锝可用于心脏、骨骼和其他器官缺陷的诊断 。
放射性碳定年法主要使用碳-14的放射性 ， 来测定古生物或含有机物质的物品的年代 。 在某些国家 ， 新鲜农产品在包装之前甚至会经过辐照 ， 以杀死果蔬表面附着的任何细菌 。 每年拯救无数人生命的烟雾报警器中也含有微量的镅-241 。
总结
人类和放射性 ， 一直以来都相安无事 。 我们呼吸的空气、冰沙中的香蕉、道路出口的指示牌等 ， 都含有放射性元素……只不过含量都在安全剂量范围内！本质上而言 ， 我们人类本身也具有放射性 ， 因为我们的身体含有非常微量的放射性碳同位素和钾同位素 。 放射性无处不在 ， 甚至我们还要感谢放射性的存在——正是放射性使得我们的地核能够保持灼热 ， 从而产生地磁场为我们提供舒适的保护 。
【新浪科技|什么是放射性？核辐射污染有何影响？】但是 ， 假如你来到一个陌生的地方 ， 背包里的盖格计数器疯狂作响 ， 那么 ， 不要迟疑 ， 赶紧跑！（匀琳）
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