Question

放射性物质有哪些

Answer 1

放射性物质有哪些？氡气* 氡、氡气Randon是地球放射性物质衰退时的自然产物，由土壤、岩石、水泥、砂中，缓慢释出，无色、无味，比重是空气七倍半，是自然界惟一天然放射性气体。衰变成固体微粒。* 室内氡约20%来自建材。80%室外渗入。* 氡对人的辐射伤害占一生全部辐射伤害>55%，* 氡诱发肺癌的潜伏期在15年以上，世界上1/5肺癌与氡有关。氡是除吸烟外肺癌的第二大因素，WHO列为致癌的19种物质之一。美国每年5000~20000人因氡产生肺癌，占肺癌总数10~14%。* 氡气混合二手烟对健康危害至巨大。在同一氡气量的环境下，吸烟者患上肺癌的机会要比非吸烟者为高* 氡对人体脂肪有高亲和力，影响神经系统，使人精神不振，昏昏欲睡。暴露氡气的工人，除上呼吸道疾病及肺癌外，也有慢性肾炎，与氡蜕变为肾毒性的放射性铀有关。增加孕妇自然流产及畸形儿机率。铀238的衰变* 氡会衰变成其他放射性金属粒子:钋、铅210及铋，称为子核种Radon daughters，氡衰变后产生的系列子元素。* 从放射性氡衰变到稳定的铅的时间约为25年。* 常温下氡及子体在空气中能形成放射性气胶。* 容易被呼吸系统截留，滞留体内，一年肺部每四百个细胞就有一个细胞会因α粒子穿过而突变，容易造成基因伤害，形成癌症。�* 天然石材由于产地、地质结构和生成年代不同，其放射性也不同。* 在衰变中产生的放射性物质，如可衰变物质的含量过大，即放射性物质的“比活度”过高，则对人体有害。* 火成岩类建材(尤其是花岗岩石材)含有放射性元素，特别易释放出氡。* 台湾的北投温泉区、光岗岩建材建筑物、金门的花岗岩地形区, 都可能存在有放射性氡元素存在。* 释出氡的建材有砖沙、水泥、石子、瓷砖及石膏，建材中典型之氡~40Bq/kg。辐射剂量单位放射性废料辐射强度 (activity):* 居礼: (Ci)为放射活度的单位。定义为一克重量的镭所释放的放射活度。纪念居礼夫妇。1 Ci = 3.7 ×1010 dps（蜕变/秒），为一克重量的镭释放的放射活度。因其数值太大，现多已被Bq取代。* 贝克:(Bq)活度的国际专用单位，1 Bq = 1 dps(蜕变/秒)，并取代居礼(Ci)。在1975年国际辐射单与度量委员会ICRU函送许多期刊提到度量衡会议已采用ICRU的建议：活度的国际专用单位为贝克。* 贝克勒尔(Antonine Henri Becquerel, 1852-1908)于1896年发现放射性而与居礼夫妇共同获得1903年诺贝尔物理奖:从事放射性物质研究的第一个诺贝尔奖。等效剂量: 为人体组织的吸收剂量和射质因数的乘积，已含有辐射对组织器官伤害的意义* 1 Sievert西弗=100 rem仑目。台湾每人每年所受到的天然辐射剂量约为2毫西弗, 政府规定职业人员年剂量限度为每年50毫西弗。物质吸收的辐射剂量:* 1 Gray葛雷(焦耳/公斤) = 100 Rad雷得。氡气* 由土壤和岩石产生的土壤气Soil Gas渗透到室内(土壤气中氡~37 kBq/m3)，由地底随着井、泉水流出，或是室外之空气渗透到室内(美国平均之大气氡~10 Bq/m3)。* 如果居住或工作在一楼、地下室、隧道及矿坑等，加上通风不良，氡会较地面大气来得高，特别是密闭的储藏室和储藏柜。室内的汽车尾气。* USEPA建议氡的浓度要维持在4 pCi/L以下才安全，尤其是地下室, 更要留心通风不良的问题。ICRP建议在4 pCi/L以上须矫正. (Fig 10.16, 10.17)* 4 pCi/L=每公升空气中4*10-12居礼单位=142 Bq/m3

Answer 2

一个不稳定的原子核自发衰变为另一个原子核，同时放出射线，这种现象称为放射性衰变。放射性核衰变类型有多种，天然放射性元素核衰变的主要类型为α衰变，β—衰变及同核异能跃迁（γ衰变）。
1．α衰变
不稳定核自发地放出α粒子，而变成另一种核，称为α衰变。
α粒子是氦素（），它由两个中子、两个质子组成，带两个正电荷，质量是4.0026原子质量单位。
放射性核在α衰变后，它的质量数减少4，原子序数减少2。若以X代表衰变前母核，衰变后子核用Y表示，则α衰变可写成以下形式：
实例：经过α衰变，生成表示式可写为：
同一种核放出的α粒子能量是一定的。有的核放出单一能量的α射线，有的核素放出几种不同能量的α射线。当它不只放出一种能量的α射线时，往往伴随有γ射线放出。例如：　衰变后变成。镭的α衰变及氡的能级图。
镭放射出两种能量的α射线，一种是4.784兆电子伏的α1粒子(占95%)，形成的基态。放出的另一种α2粒子能量为4.601兆电子伏
(占5%)，衰变后子核氡处于激发态。处于激发状态的氡原子核不稳定，自发地回到的基态，同时放出0.186兆电子伏的γ光子。这种由于处于激发态的原子核不稳定，自发地回到核的基态的现象称为γ跃迁。
一般α衰变时，伴随放出的γ射线的能量不大，概率也较小。
2．β—衰变
不稳定的核自发地放出β粒子及中微子（ν），变成另一原子核，成为β—衰变。β—衰变相当于母核中的一个中子转化为质子，使中子、质子数目之比发生了新变化，达到了新的平衡。
β粒子实际上就是电子，它的静止质量等于电子质量，带有一个负电荷。β—衰变的母核与子核的质量数相同，子核的原子序数增加一，即：
如：
β—衰变时放出的能量被衰变后的子核、β粒子和中微子共同带走。这三种粒子的发射方向的角度是任意的，所以带走的能量不固定。由于子核质量远远大于β粒子和中微子，相比之下，它带走的动能可以忽略不计，因而β—衰变释放能量在β粒子和中微子之间分配。实验测得β粒子的能量是从零至最大值的连续能谱。与α衰变时伴随放出的γ射线相比较，β—衰变放出的γ射线强度要大得多。天然放射性元素放出的主要γ射线几乎都是伴随β—衰变产生的。
3．同核异能跃迁(γ衰变)
有许多放射性核，在发生α衰变以后，生成的子核不是处于基态而是处于激发态，由激发态过渡到基态的半衰期大于0.1秒，我们把这种衰变类型称之为同核异能跃迁或称作γ衰变。
从上述定义可以看出：同核异能跃迁（γ衰变）前后，母核与子核的原子序数、质量数都没有改变，只是核的能量不同，再者是母核与子核的半衰期不同。
其中：β1——1.176兆电子伏（6.5%）
β2——0.514兆电子伏（93.5%）
γ——0.662兆电子伏
在此需要注意的是：激发态的原子核回到基态时，除发生同核异能跃迁外，还可以发射内转换电子，不放出γ射线。原子核从高能级跃迁到低能级时，多余能量使K层或L层、M层电子脱离轨道，成为单一能量的内转电子。在发生内转换时，原子失去一个内层电子，这种状态也是不稳定的，外层电子就会自动充填内层电子空位。由于外层电子能量高，内层电子能量低，外层电子充填内层电子空位时，多余能量以特征X射线放出。此时放出的射线叫X射线。
某些元素的不稳定原子核进行蜕变，放出甲(α)、乙(β)、丙(γ)等射线，而自己变成一种新原子。这种不稳定我的元素称为放射性元素，有天然的(如锕、钍、铀等)和人工的(钚、锔、钔等)之分。含放射性元素的物质即放射性物质，它在工、农、医、国防各方面均有着极重要价值。但它通过空气、饮食等途径进入人体，以体内或体外照射方式危害人体健康。人体受放射性危害，轻者头晕、疲乏、脱发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少；而大剂量照射，还会引起白血病及骨、肺、甲状腺癌变甚至死亡，放射性还能引起基因突变和染色体畸变。不同射线对人的危害也有差别，如α粒子的放射性物质将引起所接触到的组织的高深度放射性危害；而γ射线主要是外部辐射引起危害；β射线穿透能力介于二者之间，既能引起外部辐射性烧作和皮肤恶化，又能透过外层组织引起体内放射性损伤。
　　除了天然和人工制造的一些重元素外，轻元素的一些同位素也不稳定，也会进行蜕变而放出射线，如常用的钴60等放射源。