转载 核辐射的衰变和生活中的核辐射

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1、转载核辐射的衰变和生活中的核辐射原文地址:核辐射的衰变和生活中的核辐射作者:草木谷子核辐射的衰变期和生活中的核辐射日本的核辐射危机还没解除，我们来听一下Muller教授给未来总统上的物理课。辐射会消失，不过要等很长时间。有的危险辐射，例如碘131的辐射，只持续几个星期。钚令人色变，因为它的辐射能持续24000年，而钾40--在血液和肉类(特别是香蕉)中发现的一种重要放射性原子--会持续10亿年!我们是该怕寿命长的原子还是怕短的呢?问题很复杂，但也不算太复杂。一个原子核只能爆炸一次，然后就消失了。那意味着任何包含放射性的东西最终都会失去放

2、射性。随着原子的消耗，残余的可以爆炸的核的数量也在减少。放射性在消失，它随时间衰减。正因为这个，人们常称放射性爆炸为放射性衰变。放射性物质的半衰期是辐射降低到初始水平的一半所需要的时间。下面列举了一些有关决策问题的原子的半衰期:钋(Po)215:0.0018秒锶(Sr)90:30年钋(Po)216:0.16秒铯(Cs)137:30年铋(Bi)212:1小时镭(Ra)226:1620年钠(Na)24:15小时碳(C)14:5730年碘(I)131:8天钚(Pu)239:24000年磷(P)32:2周氯(Cl)36:400000年铁(Fe)

3、59:1.5月铀(U)235:7.1亿年钋(Po)210:3月钾(K)40:13亿年钴(Co)60:5年铀(U)238:45亿年氚(H3):12年碘131的半衰期是8天，但它的辐射会持续几个星期，这很容易理解，因为"半衰"不等于消失。经过半衰期8天后，辐射消失了一半。你可能以为经过两个半衰期，所有辐射都将消失，那是不对的。放射性是一种概率现象，残余的尚未衰变的核与原先的一样。即使它们开始第二个半衰期，在那个期间也可能只有50%的几率衰变。经过第二个半衰期后，初始原子的25%会消失。再经过一个半衰期，它们的一半也将消失，原子数量减小到原先

4、的12.5%。因为只有12.5%的放射性原子留下来，辐射也降到原先水平的12.5%。然后是6.25%，如此下去。经过10个半衰期(80天)后，残余的量减小到千分之一，这是1/2自乘10次的结果。再经过10个半衰期(共20个半衰期)，残余量就只有原先的百万分之一。这里的关键是，经过一个半衰期后，辐射的危险降低1/2，但它还能延续很多个半衰期。只要还有最后一个原子没爆炸，放射性就不可能完全消失。但减小10亿倍(经过30个半衰期)后，大多数辐射都不可能探测，通常也就没有危害了。让我们再回来看看碘。它之所以那么危险，部分原因是它衰变太快，在很短

5、时间内向受害者发出很大的剂量。碘聚集在甲状腺，其辐射诱发甲状腺肿瘤。如果你害怕近距离暴露在碘的辐射下，可以多吃碘片(无放射性的碘)。你的甲状腺碘饱和了，有足够的无害碘供给，就不会再吸收更多的碘。所以要服用碘片，把放射性碘赶出你的甲状腺。你只需要坚持服用几个星期，因为大部分放射性碘都将在那段时间里衰变、消失。有人误以为碘片还能抵御来自核反应堆的废料。其实没用，因为核废料的放射性并不来自碘。如果废料堆几个月，那么所有放射性碘都已经衰变了。核废料的危险来自半衰期更长的原子。我们还是回到原先的问题。哪种半衰期的危险性最大，长的还是短的?结果发现

6、，两者都不是。长短半衰期的危险性比较在一次核事故中，最危险的物质通常不是半衰期很短或很长的，而是半衰期不长不短的。那是因为，半衰期短的原子很快就消失，而半衰期长的原子需要漫长时间衰变，每秒钟的衰变很少。例如，在核爆炸尘埃中，可能导致最大杀伤的物质是锶90，半衰期为30年。锶的危险在于，它的半衰期足够短(30年而不是1000年)，在人的一生中可以发出大量辐射;同时又足够长(30年而不是8天)，我们很难等着它完全自然消失。钋210半衰期为100天，曾被人选做谋杀的材料。为什么选它呢?杀手需要它在释放之前保持威力。假如半衰期为一个星期，他可能

7、觉得太快。他又不想半衰期太长，那样的话，被害者也许不会很快因为大剂量死去。所以，谋杀者大概觉得100天的半衰期是最佳选择。核反应堆的钚239的半衰期为24000年，在相同质量的情况下，这么长的半衰期不像锶90那么危险。然而，对核废料储藏特别是核反应堆来说，它是一道难题，因为衰变的时间太长了。氚(氢的放射性同位素)用来造手表的夜光管，半衰期为12年。这意味着12年后你的手表就只有现在的一半亮光。24年后，就要换新的了。我不担心手表的辐射，因为氚发出的电子没有足够的能量脱离表壳。我们不仅要看每秒发生的衰变数，还要看它们是否能进入身体并造成破

8、坏。不过，要小心镭表，它们的伽玛射线很容易跑出表壳。现在考虑长半衰期的铀238:45亿年。我们相信所有铀都是在一次超新星爆炸中生成的，那次爆炸最终导致地球在45亿年前的形成。现在还剩下一半的铀，因为它正好是