放射性其實隨處可見,并不稀奇。主要是因為元素衰變造成的。 放射性的發(fā)現(xiàn) 1896年,安托萬·亨利·貝克雷爾第一次從鈾礦石中發(fā)現(xiàn)了放射性現(xiàn)象。隨后,科學(xué)家們對放射性開始了大量的研究,發(fā)現(xiàn)了我們?nèi)缃裰赖娜N射線α射線、β射線、γ射線。 但對于反射性現(xiàn)象的能量來源,人們并不清楚,為什么惰性的石頭中會釋放能量?這在當(dāng)時被認(rèn)為是一種神秘事件。直到1915年,愛因斯坦的質(zhì)能方程E=MC^2,才讓人們明白的放射性能量的來源,一點點的質(zhì)量虧損就能產(chǎn)生足夠強大的能量。 我們現(xiàn)在知道原子核是由質(zhì)子和中子組成,然后電子圍繞它旋轉(zhuǎn),盡管原子可以在化學(xué)反應(yīng)中分離或交換電子,但原子核本身并沒有改變。 所以,通常我們認(rèn)為原子核是穩(wěn)定的,但事實并非如此。 放射性揭示了原子核也會突然發(fā)生變化,自發(fā)地拋出一個小微粒,轉(zhuǎn)變成另一種元素。 而元素會自然地從一個元素改變成另一個的這個過程,就叫做放射性衰變。 α射線、β射線、γ射線都是什么? 從放射性核中拋射出的有兩種粒子。 比如,碳核可以噴射出一種快速移動的電子,而變成氮核。而這種非??斓碾娮邮覀兎Q它為β射線,而這一過程稱為β衰變。 這個釋放出去的電子,是由于原子核里的中子衰變形成的,同時中子變成了質(zhì)子留在原子核內(nèi),還會釋放一個中微子。 而α衰變,當(dāng)然就是釋放α粒子束,即α射線。α粒子是由原子核里的2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合而成,α粒子比電子大了8000倍,所以α射線會慢了許多。 如果能捕獲所有的α粒子,就會得到氦氣。因為α粒子,實際上就是氦原子核。 而放射性原子核在發(fā)生α衰變、β衰變后,新產(chǎn)生的核往往處于高能量級,要向低能級躍遷,就會輻射出γ射線。 γ射線,其實就是光子,所以可以看出是一種電磁波,波長短于0.01埃。它的能量是可見光能量的1000倍。 那么放射性有什么意義? 首先,如果沒有元素放射性,地球?qū)⑹且活w死星。 放射性元素產(chǎn)生的熱量,是地?zé)崮芰康闹饕獊碓础?/p> 大概地?zé)醽碓吹?0%都來自于放射性元素的衰變產(chǎn)生的能量,主要產(chǎn)生熱量的同位素有K40、U238、U235、Th232。它們釋放的熱量,讓地球能有可以流動的熔巖,而流動的鐵鎳才產(chǎn)生了地球的磁場。 其次,生活日常中,也沒少接觸放射性。 像一般的煙霧報警器里面的放射镅,就會釋放α射線。 因為α粒子只能在空氣中飛行幾厘米,所以你不要太過當(dāng)心。在日常生活應(yīng)用中,α射線完全是安全的, β射線比α射線傳播的要遠,也更具有穿透性。所以,放射性原子可以被用于醫(yī)療做為透視檢查的工具,可以顯示出化學(xué)物質(zhì)在病人身體中的運動痕跡。 γ射線是最高能的,可以夠穿透你的身體;可以殺死細(xì)菌,以延長水果的保質(zhì)期;可以通過放療殺死癌細(xì)胞;甚至可以放出熱量來發(fā)電,比如被用于太空探測任務(wù),以及過去曾應(yīng)用于心臟起搏器。 放射性當(dāng)然也有危害 放射性也稱核輻射,減慢得越突然,對于原子的傷害就越多,這叫做離子化。 所以,α粒子沖擊其它原子時,能產(chǎn)生最大程度的電離,而γ粒子引起得最少。 輻射給人類帶來最嚴(yán)重的危害是,導(dǎo)致我們DNA的損傷。 盡管α粒子不能穿透你的皮膚,但如果你吸入或者攝取了一個放射性物質(zhì)在體內(nèi),那將會對健康造成嚴(yán)重影響。 具體來說,電離輻射就是載有高能量、快速運動的帶電或不帶電粒子擊穿人體時,直接或間接與體內(nèi)原子發(fā)生電離和激發(fā),引起生物體結(jié)構(gòu)和功能的改變。 直接作用:與人體內(nèi)的大分子,如DNA、RNA等發(fā)生電離作用,直接使大分子發(fā)生電離和激發(fā),導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)改變(比如直接分解),及生物活性喪失。 間接作用:人體細(xì)胞中大部分都是水,所以電離輻射會使人體內(nèi)的水分子電離或激發(fā),發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成一堆活性很強的自由基和過氧化物。這些活性物很容易與人體內(nèi)的分子發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)破壞,造成功能障礙和系統(tǒng)病變。 所以最后結(jié)果,要么直接殺死細(xì)胞,終結(jié)生命;要么誘變細(xì)胞,一般就是癌變等于慢性死亡;要么基因突變,破壞DNA造成遺傳性先天畸形。 而且,對于放射病,醫(yī)學(xué)上目前沒有方法治療。當(dāng)然,也不用恐慌,要達到這一步要受到相當(dāng)?shù)妮椛淞俊?/strong> 要知道,拋開劑量談毒性,都是在開玩笑。 總結(jié) 放射性物質(zhì)具有兩面性,它即保證了地球的生機,也能抹殺生物,是自然環(huán)境孕育的一種自然規(guī)律,并不可怕,但必須小心。 |
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