为什么有些原子具有放射性

具有放射性的原子容易分裂——事实上,原子中心分裂,将原子内部的粒子释放到周围。

原子中心是由质子和中子组成的原子核。氢原子是最简单的原子,氢原子核也是最简单的原子核,它只由一个质子组成。原子核外是围绕原子核运动的电子。电子运动的精确轨迹无法测量,但电子出现在不同空间位置的概率可以测量。人们生动地把根据概率形成的空间称为电子云。

质子带正电荷,中子不带电荷。因此,原子核带正电荷,因为它们含有质子。电子带负电,它们与原子核中的质子之间的吸引力使它们在原子核周围移动。因为同性电荷相互排斥,所以原子核中的质子之间存在排斥力。

在一些小原子中只有少量质子,这种排斥力不会产生明显的效果。然而,一些大原子的原子核并不十分稳定。例如,铀-238的原子核中有92个质子,这有时会导致原子核破裂并发射内部粒子。这些原子具有放射性。

放射性原子将在其周围中心辐射粒子。反应后,会产生新的原子核。新生成的原子核被称为“子核”。如果子体是稳定的,反应在这里结束,但如果子体中的质子数量仍然很大,也就是说,子体仍然不稳定,核裂变反应将继续产生新的子体,依此类推,直到产生稳定的子体。

放射性原子发射的辐射主要有三种:α射线β射线和γ射线。

α射线由α粒子组成,每个α粒子由两个质子和两个中子组成。铀-238能发出这种辐射。与其他射线粒子相比,α粒子是巨大的。它们太大了,无法穿过纸张或人类皮肤表面的死细胞。

但这并不是说α辐射对人体无害,并且长时间暴露在α辐射下,如果不小心吞下,人体皮肤会被烧伤α辐射源,如铀-238,会对人体内部器官造成严重损害。

当原子核中的中子转变为质子和电子时,会产生β粒子。电子从原子核发射,而质子留在原子内。β粒子的大小是粒子的α1/7000,因此β射线更具破坏性。β射线很容易穿透纸张,但与木材无关。β颗粒可以穿过表皮细胞进入皮肤,但它们会留在皮肤表面。如果β粒子残留在体内,可能会导致严重烧伤或大规模内部组织损伤。

第三种辐射是由不稳定原子γ射线发射的。径向γ粒子是高能光子,类似于X射线。γ射线可以穿过木材,只能被足够厚的混凝土墙或铅板阻挡。γ射线不仅可以通过皮肤,而且可以通过全身,还可以被吸收。γ射线照射的所有细胞都将被杀死。