放射性

　 　 某些核素的原子核具有的自發(fā)放出帶電粒子流或γ射線，或在俘獲軌道電子后放出X射線或自發(fā)裂變的特性。
　 　 某些物質(zhì)的原子核能發(fā)生衰變，放出我們?nèi)庋劭床灰娨哺杏X不到的射線，只能用專門的儀器才能探測到的射線。物質(zhì)的這種性質(zhì)叫放射性。
　 　 放射性核素
　 　 某些元素的原子通過核衰變自發(fā)地放出α或β射線(有時還放出γ射線)的性質(zhì)，稱為放射性。按原子核是否穩(wěn)定，可把核素分為穩(wěn)定性核素和放射性核素兩類。一種元素的原子核自發(fā)地放出某種射線而轉(zhuǎn)變成別種元素的原子核的現(xiàn)象，稱作放射性衰變。能發(fā)生放射性衰變的核素，稱為放射性核素（或稱放射性同位素）。
　 　 在目前已發(fā)現(xiàn)的100多種元素中，約有2600多種核素。其中穩(wěn)定性核素僅有280多種，屬于81種元素。放射性核素有2300多種，又可分為天然放射性核素和人工放射性核素兩大類。放射性衰變最早是從天然的重元素鈾的放射性而發(fā)現(xiàn)的。
　 　 放射性是指元素從不穩(wěn)定的原子核自發(fā)地放出射線，（如α射線、β射線、γ射線等）而衰變形成穩(wěn)定的元素而停止放射（衰變產(chǎn)物），這種現(xiàn)象稱為放射性。衰變時放出的能量稱為衰變能量。原子序數(shù)在83（鉍）或以上的元素都具有放射性，但某些原子序數(shù)小于83的元素（如锝）也具有放射性。
　 　 天然存在的某些物質(zhì)所具有的能自發(fā)地放射出α或β或γ射線的性質(zhì)，稱為天然放射性。1896年，法國物理學(xué)家貝克勒爾在研究鈾鹽的實驗中，首先發(fā)現(xiàn)了鈾原子核的天然放射性。在進(jìn)一步研究中，他發(fā)現(xiàn)鈾鹽所放出的這種射線能使空氣電離，也可以穿透黑紙使照相底片感光。他還發(fā)現(xiàn)，外界壓強(qiáng)和溫度等因素的變化不會對實驗產(chǎn)生任何影響。貝克勒爾的這一發(fā)現(xiàn)意義深遠(yuǎn)，它使人們對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)有了更新的認(rèn)識，并由此打開了原子核物理學(xué)的大門。
　 　 1898年，居里夫婦又發(fā)現(xiàn)了放射性更強(qiáng)的釙和鐳。由于天然放射性這一劃時代的發(fā)現(xiàn)，居里夫婦和貝克勒爾共同獲得了1903年諾貝爾物理學(xué)獎。此后，居里夫婦繼續(xù)研究了鐳在化學(xué)和醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，并于1902年分離出高純度的金屬鐳。因此，居里夫人又獲得了1911年諾貝爾化學(xué)獎。在貝可勒爾和居里夫婦等人研究的基礎(chǔ)上，后來又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其它元素的許多放射性核素。
　 　 以上發(fā)現(xiàn)，有力地推動了放射性現(xiàn)象的理論研究和實際應(yīng)用。
　 　 來源及分類
　 　 1)核武器試驗的沉降物(在大氣層進(jìn)行核試驗的情況下，核彈爆炸的瞬間，由熾熱蒸汽和氣體形成大球(即蘑菇云)攜帶著彈殼、碎片、地面物和放射性煙云上升，隨著與空氣的混合，輻射熱逐漸損失，溫度漸趨降低，于是氣態(tài)物凝聚成微粒或附著在其它的塵粒上，最后沉降到地面。
　 　 2)核燃料循環(huán)的“三廢”排放原子能工業(yè)的中心問題是核燃料的產(chǎn)生、使用與回收、核燃料循環(huán)的各個階段均會產(chǎn)生“三廢”，能對周圍環(huán)境帶來一定程度的污染。
　 　 3)醫(yī)療照射引起的放射性污染 目前，由于輻射在醫(yī)學(xué)上的廣泛應(yīng)用，已使醫(yī)用射線源成為主要的環(huán)境人工污染源。
　 　 4)其它各方面來源的放射性污染 其它輻射污染來源可歸納為兩類：
　 　 一、工業(yè)、醫(yī)療、軍隊、核艦艇，或研究用的放射源，因運(yùn)輸事故、遺失、偷竊、誤用，以及廢物處理等失去控制而對居民造成大劑量照射或污染環(huán)境
　 　 二、是一般居民消費用品，包括含有天然或人工放射性核素的產(chǎn)品，如放射性發(fā)光表盤、夜光表以及彩色電視機(jī)產(chǎn)生的照射，雖對環(huán)境造成的污染很低，但也有研究的必要。
　 　 對人體的危害
　 　 在大劑量的照射下，放射性對人體和動物存在著某種損害作用。如在400rad【拉德（輻射吸收）】的照射下，受照射的人有5%死亡；若照射650rad，則人100%死亡。照射劑量在150rad以下，死亡率為零，但并非無損害作用，住往需經(jīng)20年以后，一些癥狀才會表現(xiàn)出來。放射性也能損傷劑量單位遺傳物質(zhì)，主要在于引起基因突變和染色體畸變，使一代甚至幾代受害。
　 　 類型
　 　 放射性有天然放射性和人工放射性之分。天然放射性是指天然存在的放射性核素所具有的放射性。它們大多屬于由重元素組成的三個放射系（即釷系、鈾系和錒系）。人工放射性是指用核反應(yīng)的辦法所獲得的放射性。人工放射性最早是在1934年由法國科學(xué)家約里奧-居里夫婦發(fā)現(xiàn)的（見人工放射性核素）。
　 　 現(xiàn)在知道，許多天然和人工生產(chǎn)的核素都能自發(fā)地放射出射線。放出的射線類型除 α、β、γ以外，還有正電子、質(zhì)子、中子、中微子等其他粒子。能自發(fā)地放射出射線的核素，稱為放射性核素（以前常稱為放射性同位素），也叫不穩(wěn)定核素。實驗表明，溫度、壓力、磁場都不能顯著地影響射線的發(fā)射。這是由于溫度等只能引起核外電子狀態(tài)的變化，而放射現(xiàn)象是由原子核內(nèi)部變化引起的，同核外電子狀態(tài)的改變關(guān)系很小。除自發(fā)裂變外，放射現(xiàn)象一般與衰變過程有關(guān)，主要同α衰變、β衰變過程有關(guān)。
　 　 α 放射性出現(xiàn)在α衰變過程中。此時，衰變后的剩余核（通常叫子核）與衰變前的原子核(通常叫母核)相比，原子序數(shù)減少2，質(zhì)量數(shù)減少4。α衰變是母核通過強(qiáng)相互作用和隧道效應(yīng)，發(fā)射α 粒子而發(fā)生的。
　 　 β放射性出現(xiàn)在β衰變過程中。β衰變有三種類型：① β衰變，放出正電子和中微子的β衰變；② β衰變，放出電子和反中微子的β衰變；③ 軌道電子俘獲，俘獲一個軌道電子并放出一個中微子的過程。β衰變是通過弱相互作用而發(fā)生的。
　 　 γ放射性通常和α衰變或β衰變有聯(lián)系。α 和β衰變的子核往往處于激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的原子核要放出γ射線而向較低激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷，這叫γ躍遷。因此，γ射線的自發(fā)放射一般是伴隨α 或β射線產(chǎn)生的。
　 　 β衰變所形成的子核,當(dāng)其激發(fā)能足夠高時，有可能放射中子、質(zhì)子或α 粒子，甚至可以產(chǎn)生裂變。這些衰變類型分別叫做β緩發(fā)中子發(fā)射(β-n)、β緩發(fā)質(zhì)子發(fā)射(β-p)、β緩發(fā)α 發(fā)射(β-α)和β緩發(fā)裂變(β-f)。
　 　 自發(fā)裂變是放射現(xiàn)象的另一種類型（見核裂變）。某些重核可以自發(fā)地分裂成兩個質(zhì)量相差不多的原子核，并放出幾個中子。
　 　 質(zhì)子放射性也是放射性的一種。例如處于激發(fā)態(tài)能自發(fā)地放射出質(zhì)子，其衰變方式如下： 這是迄今人們惟一知道的不屬于緩發(fā)質(zhì)子的質(zhì)子放射性的例子。
　 　 衰變類型列表
　 　 放射性原子核能以許多不同的形式進(jìn)行衰變一是自身達(dá)到更穩(wěn)定的狀態(tài)。下表中總結(jié)了主要的幾種衰變類型。一個質(zhì)量數(shù)為A、原子序數(shù)為Z的原子核在表中描述為（A, Z），“子核”一欄以這種描述方式指出母核衰變后產(chǎn)生的子核與母核的不同。例如，（A，?，1，Z）意為“子核質(zhì)量數(shù)比母核少1（即少一個核子），而原子序數(shù)比母核多1（即多一個質(zhì)子）”。
　 　 危害
　 　 在大劑量的照射下，放射性對人體和動物存在著某種損害作用。如在400rad的照射下，受照射的人有5%死亡；若照射650rad，則人100%死亡。照射劑量在150rad以下，死亡率為零，但并非無損害作用，住往需經(jīng)20年以后，一些癥狀才會表現(xiàn)出來。放射性也能損傷遺傳物質(zhì)，主要在于引起基因突變和染色體畸變，使一代甚至幾代受害。
　 　 處理
　 　 放射性廢物中的放射性物質(zhì)，采用一般的物理、化學(xué)及生物學(xué)的方法都不能將其消滅或破壞，只有通過放射性核素的自身衰變才能使放射性衰減到一定的水平。而許多放射性元素的半衰期十分長，并且衰變的產(chǎn)物又是新的放射性元素，所以放射性廢物與其它廢物相比在處理和處置上有許多不同之處。
　 　 1)放射性廢水的處理　　
放射性廢水的處理方法主要有稀釋排放法、放置衰變法、混凝沉降法、離子變換法、蒸發(fā)法、瀝青固化法、水泥固化法、塑料固化法以及玻璃固化法等。
　 　 2)放射性廢氣的處理　　
　 　 (1)鈾礦開采過程中所產(chǎn)生廢氣、粉塵，一般可通過改善操作條件和通風(fēng)系統(tǒng)得到解決。
　 　 (2)實驗室廢氣，通常是進(jìn)行預(yù)過濾，然后通過高效過濾后再排出。
　 　 (3)燃料后處理過程的廢氣，大部分是放射性碘和一些惰性氣體。
　 　 3)放射性固體廢物的處理和處置
　 　 放射性固體廢物主要是被放射性物質(zhì)污染而不能再用的各種物體
　 　 (1)焚燒 (2)壓縮 (3)去污 (4)包裝