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放射性與輻射

放射性是某些會自發放出輻射的物質 (稱為放射性物質) 的特性,是物質釋放核能的天然特性。放射性物質可能釋放出的輻射有三種,包括 α 粒子,β 粒子和 γ 射線。

圖 3   氡原子核的 α 衰變

α 粒子其實是氦原子的原子核,大約以光速 1/10 的速率運動。α 粒子帶有兩個電子單位的正電荷。它的穿透力很弱,可以被 5 cm 的空氣或一張紙所阻擋。例如氡 (氣體) 的原子核透過放射出一顆 α 粒子,便會衰變成釙 (固體) 的原子核:

在元素符號左上方的數字代表原子核的質量數 (核子的數目),而在左下方的數字則代表原子數 (質子的數目)。注意在方程兩邊的質量數和原子數都是平衡的 (222 = 218 + 486 = 84 + 2)

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圖 4   鋰-8 原子核的 β 衰變

β 粒子其實是電子,大約以 0.9 倍光速運動。β 粒子帶有一電子單位的負電荷。它可以被數毫米厚的鋁所阻擋。例如,鋰-8 可以通過 β 衰變而變成鈹-8

因為 β 粒子其實是一個電子,所以可用 代表 (質量數為零、帶有一電子單位的負電荷)。注意在方程兩邊的質量數和原子數也是平衡的 (8 = 8 + 03 = 4 + (-1))

圖 5   α 粒子、β 粒子與 γ 射線的穿透力

γ 射線是頻率很高的電磁波 (超過 3 × 1019 Hz)。γ 射線是電磁波,所以不帶電荷。γ 射線有很強的穿透力,用 2.5 cm 厚的鉛也只可以減少它的強度大約 50 %。在 γ 衰變中,原子核不會改變它的質量數和原子數;它只會因為放射 γ 射線而損失能量。