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14 國內新聞 15 什麼是「放射性」和「輻射」(七)
什麼是「放射性」和「輻射」(七)

15 什麼是「放射性」和「輻射」(七)

Q18: 輻射是什麼時候發現的?

輻射有許多種,若追溯其發現的歷史,首先是1895 年侖琴發現了X 射線,第2 年貝克勒爾發現了鈾的放射性。1898 居里夫婦發現了鐳和釙的放射性,1902 年拉塞福等人相繼發現α 射線、β 射線和γ 射線。首先侖琴在用玻璃製的放電管研究陰極射線(管內的電子流)時,偶然發現從管內放射出一種眼睛看不見、但卻具有貫穿力的不透明體(例如人的手),一種強穿透力和電磁波的東西。它比紫外線的穿透力又強得很多,覺得非常莫名其妙,不知是何物。於是把這種未知的和光一樣的東西命名叫做「X」射線。

隨後,他還了解到X 射線除了有強穿透力(穿透作用)之外,當它照射物質時,還具有使組成物質的原子、分子游離(游離作用),或受熱作用、螢光作用和膠片感光作用等。接著,貝克勒爾也很幸運,1896 年在他選用鈾作為螢光體進行螢光研究時,發覺雖然螢光體未受到外來光線的照射,但由鈾本身自然地放射出穿透力比X 射線更強得多的射線,這就是歷史上第一次發現的放射性現象。

之後,居里夫人發現了放射性比鈾強得多的新元素鐳(Ra)和釙(Po)。於是把放射輻射的性質或能力稱為放射性(radioactivity),把具有放射性的元素,即放射出輻射的元素定義為放射性同位素(radioisotope)。以後拉塞福等人也參與研究,探討出放射性物質放射出的輻射有α 射線、β 射線和γ 射線3 種。圖1 表明了α射線在磁場中向一方彎曲,β 射線則向另一個方向作更大的彎曲,γ 射線則不受磁場的影響而直線前進。磁場對射線路徑的影響在當時已經明白了。根據「左手定則」從圖上很容易辨別出來。



Q19: 輻射的種類有哪些?

前面講過輻射有多種作用,但這些作用都可以歸根為游離作用。游離作用是輻射的本質作用,所以,輻射可以理解為游離輻射。發現X 射線及α、β、γ 射線之後,由於原子物理學的迅速發展,發現了中子,隨後又發現了介子、氘核以及各種帶電重粒子等。現在這些粒子都屬於不同種類的射線。表1 列出了一些主要類型的輻射。輻射可以分為電磁輻射和粒子輻射(帶電粒子輻射、中子輻射)兩大類。



‧ 電磁輻射的種類電磁波是指電波(廣播及通信波)、紅外線、光(可見光)、紫外線、X 射線和γ 射線的總稱,圖2 按頻率大小的順序列出了各種電磁波。可見光只不過是電磁波中頻率範圍很窄的一段。比可見光的頻率低的紅外線是不可見的電磁波,但可以使皮膚感到溫暖。而比可見光的頻率高的紫外線也是看不見的,但它能使皮膚曬黑並有殺菌作用。電磁波中能量高的、具有游離作用的X 射線和γ 射線稱為電磁輻射。



‧ 粒子輻射的種類粒子輻射有許多種類,如表1 所示。電子輻射是一種人造輻射,是用電子加速器(裝置)在高電壓下加速電子而產生的。正子是帶正電荷的電子,在β+衰變時放射出正子。正子輻射也是一種人造輻射,用迴旋加速器或是粒子(離子)加速器,在高電壓下加速正子而產生。氘核是重氫的原子核, 由1 個質子和1 個中子組成。重離子是比鋰原子重的離子的總稱,均可用離子加速器產生,介子則是由原子核反應產生的。分裂碎片是235U 或239Pu 分裂時產生的(分裂產物),它們具有很高的動能。

(本文作者為清華大學原子科學系榮譽退休教授)
14 國內新聞 15 什麼是「放射性」和「輻射」(七)
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