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7 國際間核電機組除役現況報導 8 什麼是放射性和輻射?(二) 9 獲得諾貝爾獎的原子科學家
什麼是放射性和輻射?(二)

8 什麼是放射性和輻射?(二)

文‧ 朱鐵吉




問 5:輻射具有什麼性質?它對物質產生什麼樣的作用?

答:輻射的性質與作用,如表 1 所列的 5項,有代表性的如下兩項:
1. 具有貫穿物質的性質(穿透作用)。
2. 當輻射通過物質時,具有使構成物質的原子、分子游離的作用。換言之,在物質中產生帶正電荷及負電荷的離子作用(游離作用)。

游離就是圍繞原子核旋轉的電子被擊出到外側,離開原子核束縛的現象,猶如圍繞太陽旋轉的行星離開太陽系一樣。因為電子離開了,故稱為游離。因輻射而產生游離的原子、分子成為正離子;而捕獲了電子的原子、分子成為負離子。



穿透作用和游離作用的大小是隨著輻射的種類(α 射線、β 射線、γ 射線或 x 射線)而有顯著差別。即使是同一種輻射,依其能量也有差別。表 2 是 α 射線、β 射線和 γ 射線穿透力與游離本領的比較。α 射線的游離本領大,能使較多的原子、分子游離,因此消耗了較多的能量,其穿透力也就小了。與此相反,γ 射線的游離本領小,因此穿透就大。β 射線的穿透力和游離本領則在 α 射線和 γ射線之間。

α 射線在空氣中的穿透力只有幾公分,一張紙就很容易把它擋住。β 射線在空氣中能穿透幾十公分到幾公尺,但數公厘的鋁板或1 公分厚的塑膠板就能把它擋住。與此相反,γ 射線的穿透能力很強,要用相當厚的鉛板或混凝土進行防護,要使 γ 射線的強度降到原來的 1/10,需要約 4 公分厚的鉛板或約 20公分厚的混凝土。

運用輻射的這種穿透作用的例子有 x 射線胸部透視檢查,γ 射線檢查船舶的焊縫或飛機發動機的缺陷等。穿透到物體內部的輻射強度隨著穿透的厚度而減弱;物體的密度越大,減弱得越多。因此,如果測定透過後的輻射強度,就可以瞭解物體內部的缺陷或是有無異物,以及異物的分布情形。

此外,輻射照射物質時,由於上述的游離作用,組成物質的原子、分子的電子被擊出到外側,原子、分子就被游離了,或者分子間的化學鍵被切斷。利用輻射的照射來促進化學反應,防止馬鈴薯發芽,對醫療器具(注射器、手術線等)進行滅菌,或破壞癌細胞等,這些基本上都是利用游離作用。

除了穿透作用和游離作用外,輻射的性質和作用還有如表 1 所示的 3. 升高溫度的作用(熱作用), 4. 使膠片感光的作用, 5. 使夜光塗料發光的作用(螢光作用)等。微波、紅外線、紫外線也有一部分這些作用。微波的熱作用見於微波爐,紅外線的熱作用見於電熱器和電爐,可見光或紫外線的感光作用見於照相機的膠片感光。另外還可以見到其他各種應用的實例。

    

問 6:輻射的強度和輻射的量指的是什麼?

答:

如前所述,由於輻射與光同屬一類,兩者之間可以類似地思考。輻射的強度與量可以想像成光的相同情況。

首先,輻射的強度與光的照度相當,某點處的照度(表面的亮度)為 1 秒鐘內入射到 1 平方公分的表面上的光的量,以勒克司(Lux)為單位。與此對應,某點處的輻射強度,用一定時間內每 1 克物質中因游離作用而產生的離子對總數表示,其單位通常採用戈雷/ 時(Gy/h)。若以人體為特定對象時,則採用西弗 / 時(Sv/h)為單位。

在某點處,每 1 平方公分表面上,在一定時間內入射的輻射的數目越多,且輻射的能量越高,則該點處的輻射強度就越強。這裡所說的輻射數目,對粒子輻射是指其粒子的個數;對電磁輻射則是指其光子的這種粒子的個數。

其次,輻射的量與光的光量相當,輻射的量稱為劑量。輻射強度越強,且照射的時間越長,當然受到的劑量就越多。

這個關係和做日光浴時曝曬量由紫外線的強度和照射時間的乘積來確定正好相似。測量劑量的尺度採用戈雷(Gy)或西弗(Sv)為單位。關於「放射性」的部分,請待下回分解。

(本文作者為清華大學原子科學系榮譽退休教授)
7 國際間核電機組除役現況報導 8 什麼是放射性和輻射?(二) 9 獲得諾貝爾獎的原子科學家
Last modified:2017-06-30 23:51:23 by nicenter Powered by TadBook2
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