放射性同位素

放射性同位素(英語:radionuclideradioactive nuclideradioactive isotope),是指化學元素中,原子核不穩定、具有放射性同位素。放射性同位素會發生放射性衰變,放射出伽瑪射線次原子粒子,從而衰變成其他同位素。

定義编辑

每種元素的原子都有著很多種同位素,同種元素的不同同位素的原子序(即質子數)雖然相同,但是卻有著不同的中子數,質子和中子數的不同也會影響該同位素原子核的穩定性。若某同位素的原子核不夠穩定、會發生放射性衰變的話,它會被稱為放射性同位素物理放射性核種,例如(氫-3)、碳-14鈷-60碘-131等。反之,原子核足夠穩定,不發生放射性衰變者,則稱為穩定同位素,例如(氫-1)、(氫-2)、碳-12鈷-59等。

所有元素的已知同位素中,放射性同位素占大部分。若某元素沒有穩定同位素,即所有同位素都具有放射性,則該元素會被稱為放射性元素,例如等。原子序83以上(以後)的元素以及43號和61號都屬於放射性元素,而其餘原子序82以下的元素都具有至少1種穩定的同位素。

在所有已知的放射性同位素中,有些是天然存在的,大部分則是人工合成的,稱為人造放射性同位素。人造的放射性同位素大多半衰期較短,較為不穩定。所有同位素均為人工合成的元素稱為人工合成元素或人造元素,例如等。

起源编辑

天然存在的放射性同位素主要是經由恆星內部的一系列反應形成的,在生成後便不斷發生衰變,直到變成穩定同位素為止(即衰變鏈的終點)。其中鉀-40釷-232鈾-238等同位素在現今的自然界中之所以仍能存有相當的量,是因為它們的半衰期極長,衰變速率較慢。而壽命較短的天然放射性同位素中,碳-14原子序較小者主要是由宇宙射線所產生,氡-222釙-210鐳-226等高原子序的同位素則是作為等更重的長壽核種之衰變產物而產生。

自然界中不存在的放射性同位素可經由核反應堆粒子加速器人工製造而得。例如-201是典型的核反應爐產物之一。

使用编辑

放射性同位素的用途主要有两个:利用它们的化学特性以及作为辐射的来源。 放射性同位素已廣泛使用在核醫學、農業[1]、考古[2]、商業[3]、工業[4]和太空探測[5]。 在食物的保存上,辐射可以阻止根块植物在收成之后发芽,杀除一些攀在植物上的寄生虫与害虫,还可以用来控制水果以及蔬菜的成熟度。

危險编辑

如果放射性同位素被釋放到環境,透過一些事故、不良的處理或者其他方法,他們能潛在並引起有害的效應,放射性污染。如果過分地使用在醫療或生活應用上,也能導致危險,為放射性中毒。放射性同位素也能導致電器故障。

參考文獻编辑

  1. ^ Agricultural Applications. [2018-04-30]. (原始内容存档于2018-04-30). 
  2. ^ Art and Science Applications. [2018-04-30]. (原始内容存档于2018-05-01). 
  3. ^ Commercial Applications. [2018-04-30]. (原始内容存档于2018-04-30). 
  4. ^ Industrial Applications. [2018-04-30]. (原始内容存档于2018-04-30). 
  5. ^ Using Nuclear Technology to Explore Space. [2018-04-30]. (原始内容存档于2018-04-30). 
  • Carlsson J et al.:Tumour therapy with radionuclides: assessment of progress and problems. Radiotherapy and Oncology, Volume 66, Issue 2, February 2003, Pages 107-117. PMID 12648782. Available online as full text.

參見编辑