新浪科技訊 北京時間4月15日消息，一說到“放射性”，我們(men) 的第一個(ge) 反應可能是超級英雄——在城市裏飛來飛去，變身成火球人或者像浩克一樣的壞脾氣大家夥(huo) 。或者，你腦海中還會(hui) 浮現出核事故之後的黑暗世界末日景象。

　　但是，在120年前，人們(men) 對放射性的認識和現在的完全不一樣。事實上，當時，人們(men) 認為(wei) ，放射性是健康和活力的神奇源泉。諸如鐳之類的放射性元素，開始出現在各種產(chan) 品——從(cong) 牙膏到手表表盤乃至黃油！——的成分表中。

　　所以，後來到底發生了什麽(me) ，讓這種看似神奇的發現，變成了人人聞之色變的怪獸(shou) 呢？

　　為(wei) 什麽(me) 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，有點難受，正想打噴嚏。就是這種想打噴嚏的感覺。有些原子，它就一直處於(yu) 這種“想打噴嚏”的狀態：想要驅逐多餘(yu) 能量，恢複穩定的衝(chong) 動。

　　我們(men) 周圍所看到的大多數東(dong) 西，都是由具有穩定原子的元素組成。這意味著，你身邊那張富含碳元素的桌子，不會(hui) 自行分解成其他東(dong) 西。負責維持原子穩定性的亞(ya) 原子部分，叫做原子核。

　　原子核內(nei) 部，有帶正電的質子和中性的中子。這些“核子”通過一種被稱為(wei) 強核力的力量捆綁在一起。強核力可以抵消帶相同電荷的質子之間互相排斥的電場力。核力的作用範圍很小，並且取決(jue) 於(yu) 原子核內(nei) 部中子和質子的比率。

　　但是，當中子數量超過質子數量時，不同力量之間的平衡開始瓦解。例如，具有六個(ge) 質子和六個(ge) 中子的碳-12是一種穩定的碳同位素，而具有八個(ge) 中子和六個(ge) 質子的碳-14就是一種不穩定的碳同位素。或者，原子核內(nei) 中子和質子的數量，超過了強核力可以維持原子核穩定的闕值，比如比鉍-209更重的任何原子核。這些情況，都會(hui) 導致不穩定的同位素出現。

　　就好比我們(men) 的身體(ti) ，在打噴嚏時通過一係列的膨脹和收縮活動將刺激性物質排出一樣，不穩定的元素同位素也會(hui) 釋放出不同的粒子或能量形式，以恢複原子核內(nei) 部各力量之間的平衡。在這個(ge) 試圖恢複穩定的過程中，它們(men) 會(hui) 形成新的原子核。

　　這種為(wei) 了恢複穩定而形成新原子核的性質，就是我們(men) 常說的放射性，而這個(ge) 過程叫做放射性衰變。

　　原子核如何進行放射性衰變？

　　原子核可以通過釋放α、β或γ射線（有時是三種射線的組合）來進行核衰變和放射性衰變。

　　α粒子基本上同於(yu) 氦-4的原子核，由兩(liang) 個(ge) 質子及兩(liang) 個(ge) 中子組成。

　　α粒子相對較重，隻能在空氣中傳(chuan) 播幾厘米的距離。一張紙或一塊塑料就能輕鬆隔阻α粒子。

　　重元素原子核內(nei) 的中子轉變為(wei) 質子（或質子轉變為(wei) 中子）的過程中，原子核會(hui) 釋放出電子或正電子，即β粒子。

　　β粒子攜帶的能量高於(yu) α粒子，穿透力也更強，但電離能力要弱一些。β粒子可以在空氣中傳(chuan) 播，但薄金屬片甚至防護服就可以阻隔β粒子。

　　最後是能量最高、最致命的放射性衰變形式：γ射線。

　　在發生α衰變和β衰變之後，處於(yu) 高能量狀態的原子核仍必須返回到更加穩定的低能量狀態，這時候釋放出來的高能量射線即γ射線。

　　原子核可以在幾秒內(nei) 、或者幾天、幾年甚至幾個(ge) 世紀的時間裏，自發地發生所有這些衰變，轉變為(wei) 穩定的形式。該速率取決(jue) 於(yu) 放射性物質的半衰期，即放射性物質衰減到其初始值一半所需要的時間。

　　放射性和核能的興(xing) 起

　　說起放射性，就不得不提居裏夫人。她使用過的用鉛密封的高放射性實驗室、筆記本、菜譜和家具等，都受到了鐳元素的汙染，並且這些汙染將在未來12000年內(nei) 繼續存在。但是，這些受汙染的東(dong) 西同時也證明了居裏夫人在放射性領域的貢獻，也是她兩(liang) 次榮獲諾貝爾獎的原因。

　　她與(yu) 丈夫皮埃爾·居裏，以及亨利·貝可勒爾在二十世紀初發現的放射性和放射性元素，開創了原子物理學的一個(ge) 全新領域。最終，基於(yu) 放射性和放射性元素的研究，人們(men) 發現了原子的不同組成成分和核能。

　　諸如鈾-235和鈈-239等放射性元素在受到中子撞擊後會(hui) 釋放大量能量。如果在核反應堆內(nei) 操作得當，這些燃料可長期提供能源。一公斤鈾-235可以通過核裂變產(chan) 生將近2400萬(wan) 千瓦時的電力，而一公斤的煤炭隻能產(chan) 生8千瓦時的電力。正確使用這種能源可以解決(jue) 全球二氧化碳排放與(yu) 日俱增的難題。

　　但是，核能的致命弱點是如何安全地處理廢棄的放射性燃料，以及全世界對核事故的廣泛擔憂。

　　幾十年前發生的切爾諾貝利核事故至今仍讓人心有餘(yu) 悸。一個(ge) 核反應堆熔毀，就能導致大片土地世世代代不宜居住，更不用說暴露在核輻射下的數千萬(wan) 人將一生受此影響。

　　當地政府如今在核反應堆周圍建造了巨大的石棺，以防止核輻射泄露到空氣中。此外，核反應堆的殘骸被密封在厚實的鋼結構之內(nei) 。清理工作將一直持續到2065年。

　　2011年，地震引起的海嘯襲擊了福島第一核反應堆，致使事故半徑20公裏內(nei) 的數千人撤離。政府相關(guan) 機構仍在清理周圍環境，清除和處理受影響區域內(nei) 的表層土壤。

　　放射性的影響

　　放射性物質的有害影響可以通過輻射暴露間接地、或通過接觸或攝入直接地影響我們(men) 的身體(ti) 。

　　輻射暴露

　　總體(ti) 而言，輻射並不危險。反射表麵可以反射光。用來加熱食物的微波或手機接收的信號等，都是不同形式的輻射。但有一種輻射對所有生物體(ti) 尤其危險，即核輻射，也稱為(wei) 電離輻射。

　　放射性物質在其衰變過程中會(hui) 釋放出電離輻射。通過敲除中性原子攜帶的電子，電離輻射可以將原本不帶電的原子變為(wei) 帶正電荷的離子。任何生物暴露在如此高能量的輻射之下，它們(men) 非但不會(hui) 獲得放射性能力或超能力，隻會(hui) 變成輻射中毒的受害者。

　　核輻射導致的輻射中毒可以輕易地破壞DNA的分子結構，並損害活細胞。大劑量或長時間的輻射中毒已被證明具有致命性，因為(wei) 這些射線可致癌。

　　放射性汙染

　　由於(yu) 放射性物質直接與(yu) 人體(ti) 內(nei) 部或外部接觸，這種形式的危險性是輻射暴露的兩(liang) 倍。直接接觸不僅(jin) 使人體(ti) 暴露於(yu) 輻射中毒的危險之中，也會(hui) 通過影響特定身體(ti) 部位而造成內(nei) 部損傷(shang) 。

　　攝入放射性鐳之後，我們(men) 人體(ti) 會(hui) 誤將放射性鐳當做鈣，不斷地將體(ti) 內(nei) 的鈣元素替換成攝入的鐳元素，最終導致骨骼和牙齒壞死。放射性鈾元素經攝入後，主要攻擊和損壞腎髒。

　　放射性總是有害嗎？
　　在毒理學中，有一種說法叫做“隻要劑量足，萬(wan) 物皆有毒”（the dose makes the poison）。雖然暴露於(yu) 超過管製劑量的放射性物質，可導致嚴(yan) 重的基因突變和癌症，但在管製劑量範圍內(nei) ，放射性物質卻可用於(yu) 治療癌症。比如，放射性碘，可用於(yu) 癌症的放射性治療，以及用於(yu) 甲狀腺造影。放射性锝可用於(yu) 心髒、骨骼和其他器官缺陷的診斷。

　　放射性碳定年法主要使用碳-14的放射性，來測定古生物或含有機物質的物品的年代。在某些國家，新鮮農(nong) 產(chan) 品在包裝之前甚至會(hui) 經過輻照，以殺死果蔬表麵附著的任何細菌。每年拯救無數人生命的煙霧報警器中也含有微量的镅-241。

　　總結

　　人類和放射性，一直以來都相安無事。我們(men) 呼吸的空氣、冰沙中的香蕉、道路出口的指示牌等，都含有放射性元素……隻不過含量都在安全劑量範圍內(nei) ！本質上而言，我們(men) 人類本身也具有放射性，因為(wei) 我們(men) 的身體(ti) 含有非常微量的放射性碳同位素和鉀同位素。放射性無處不在，甚至我們(men) 還要感謝放射性的存在——正是放射性使得我們(men) 的地核能夠保持灼熱，從(cong) 而產(chan) 生地磁場為(wei) 我們(men) 提供舒適的保護。

　　但是，假如你來到一個(ge) 陌生的地方，背包裏的蓋格計數器瘋狂作響，那麽(me) ，不要遲疑，趕緊跑！


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