logo
* 搜尋
* 核能資訊中心
* 中心簡介
* 相關資訊
* 瀏覽人數
今天: 31
昨天: 251
本月: 3898
總計: 551817
11 國內新聞 12 什麼是「放射性」和「輻射」?(十) 13 何博士的日常豆知識
什麼是「放射性」和「輻射」?(十)

12 什麼是「放射性」和「輻射」?(十)

朱鐵吉



原子的構造為何?同位素又是什麼?


原子是由一個原子核與在它外圍環繞著的電子所組成。


原子核內含帶有正電荷的質子和中性的中子,原子的化學性質(元素的種類)和質子數(原子序數)有關,例如碳元素的「質子數」固定是 6 個,「化學性質」都相同是「碳」,但是碳元素的「中子數」分別有 5-8 個,元素的質子數相同,中子數不相同,稱為「同位素」,例如碳 11、碳 12、碳 13、碳 14 等都稱為「同位素」,其中自然界含量最多的是碳 12。

碳 14 是存在於自然界中一種具有放射性的物質,它藉由宇宙射線撞擊空氣中的氮 14,將其原子核中的 1 顆質子驅出並取而代之而形成,所以碳 14 的原子核中含有 6 個質子與 8 個中子。由於兩者的數目未達平衡,原子核的狀態也不穩定。

然而,當碳 14 的一個中子變成質子時,達到質子數與中子數都是 7 個的穩定狀態,這時多餘的能量就會做為電子釋出,這就是 β 射線。換句話說,釋放出 β 射線,質子的數量返回至 7 個,可以讓碳 14 達到能量穩定狀態。



為什麼有些原子核穩定,有些不穩定?


原子核的穩定與否,取決於質子和中子的數目是否達到相互穩定平衡的比例。而放射性物質在不穩定狀態時會釋放出輻射,例如 α、β、γ 射線,在釋放出 α 或 β 射線後,原子的種類會起變化,γ 射線釋放出時,原子種類則不會變化。




原子序數(質子數)相同、中子數不同的原子核互稱為「同位素」,因此碳元素有質子數 6 個、中子數 5-8 個的同位素;銫元素則有質子數 55 個、中子數 57-96 個的同位素。

銫元素中,穩定的是中子數 78 個的銫 133(質子 55 個 + 中子 78 個=133),其他同位素都是屬於放射性物質。核電廠發生核子事故時,鈾235 核分裂時生成的銫 134 及銫 137 釋放至環境中,這些銫均會放出 β 射線和 γ 射線。

原子核有哪些種類?


氫原子的原子核內,1 個質子為 H-1( 氫 ),1 個質子加上 1 個中子為H-2( 氘 ),1 個質子加上 2 個中子為 H-3( 氚 ),這些同位素只有 H-3 會放出輻射。以上 3 個原子核,只有一種是具有放射性的元素,但是,鈾和鈽這兩種質子數都是很大的元素,所以它們同位素的核種很多,其中也包括穩定的非放射性核種。


自然界的放性物質大多數都是在地球誕生時就已存在,但仍有少部分放射性物質是由宇宙射線與大氣之間的相互作用而產生的,如碳 14。



自然與人造的放射性核種有哪些?其來源為何?


釷系列的釷 232、鈾系列的鈾 238、鉀 40 等半衰期很長的放射性物質,這些是由遠古時期宇宙生成,在地球誕生時就已存在;釷 232 衰變至鉛 208,鈾 238 衰變至鉛 206,在衰變過程中產生很多種放射性元素以及α 射線、β 射線和 γ 射線。


空氣中 80% 的氮受到宇宙射線照射,發生核反應產生碳 14,碳 14 一直都存在於自然界中,並釋放出 β 射線。

在發生核子事故時,釋放的銫 134、銫 137、鍶 90、碘 131 以及鈽 239 等,屬於人造放射性核種,其中鈽 239 的半衰期非常長。



本單元資料來源:日本環境省《輻射對健康影響的基礎知識,第一章:輻射基礎知識》,2016 年。


11 國內新聞 12 什麼是「放射性」和「輻射」?(十) 13 何博士的日常豆知識
Last modified:2018-10-19 21:34:02 by nicenter Powered by TadBook2
這些評論各由發表者自負責任. 對於他們的發言內容, 本站不提供任何擔保.
 線上期刊目錄

 友善連結

單位類

行政院原子能委員會
放射性物料管理局
核能研究所
國立清華大學工程與系統科學系
國立清華大學生醫工程與環境科學系
中華民國核能學會
財團法人核能科技協進會

新聞類


30013 新竹市光復路二段101號 創新育成中心三樓309室 電話:(03)571-1808 傳真:(03)572-5461 Email: nicenter@nicenter.org.tw