基本介绍

核素

某些元素的原子通过核衰变自发地放出α射线或β射线(有时还放出γ射线)的性质，称为放射性。按原子核是否稳定，可把核素分为稳定性核素和放射性核素两类。一种元素的原子核自发地放出某种射线而转变成别种元素的原子核的现象，称作放射性衰变。能发生放射性衰变的核素，称为放射性核素（或称放射性同位素）。天然存在的某些物质所具有的能自发地放射出α射线或β射线或γ射线的性质，称为天然放射性。

在已发现的100多种元素中，约有2600多种核素。其中稳定性核素仅有280多种，属于81种元素。放射性核素有2300多种，又可分为天然放射性核素和人工放射性核素两大类。放射性衰变最早是从天然的重元素铀的放射性而发现的。

放射性是指元素从不稳定的原子核自发地放出射线，（如α射线、β射线、γ射线等）而衰变形成稳定的元素而停止放射（衰变产物），这种现象称为放射性。衰变时放出的能量称为衰变能量。原子序数在83（铋）或以上的元素都具有放射性，但某些原子序数小于83的元素（如锝）也具有放射性。

发展历程

放射性符号

1896年，法国物理学家贝壳勒尔在研究铀盐的实验中，首先发现了铀原子核的天然放射性。在进一步研究中，他发现铀盐所放出的这种射线能使空气电离，也可以穿透黑纸使照相底片感光。他还发现，外界压强和温度等因素的变化不会对实验产生任何影响。贝壳勒尔的这一发现意义深远，它使人们对物质的微观结构有了更新的认识，并由此打开了原子核物理学的大门。

1898年，居里夫妇又发现了放射性更强的钋和镭。由于天然放射性这一划时代的发现，居里夫妇和贝壳勒尔共同获得了1903年诺贝尔物理学奖。此后，居里夫妇继续研究了镭在化学和医学上的应用，并于1902年分离出高纯度的金属镭。因此，居里夫人又获得了1911年诺贝尔化学奖。在贝可勒尔和居里夫妇等人研究的基础上，后来又陆续发现了其它元素的许多放射性核素。

主要类型

放射性有天然放射性和人工放射性之分。天然放射性是指天然存在的放射性核素所具有的放射性。它们大多属于由重元素组成的三个放射系（即钍系、铀系和锕系）。人工放射性是指用核反应的办法所获得的放射性。人工放射性最早是在1934年由法国科学家约里奥-居里夫妇发现的（见人工放射性核素）。

大家知道，许多天然和人工生产的核素都能自发地放射出射线。放出的射线类型除α、β、γ以外，还有正电子、质子、中子、中微子等其他粒子。能自发地放射出射线的核素，称为放射性核素（以前常称为放射性同位素），也叫不稳定核素。实验表明，温度、压力、磁场都不能显著地影响射线的发射。这是由于温度等只能引起核外电子状态的变化，而放射现象是由原子核内部变化引起的，同核外电子状态的改变关系很小。除自发裂变外，放射现象一般与衰变过程有关，主要同α衰变、β衰变过程有关。

α放射性出现在α衰变过程中。此时，衰变后的剩余核（通常叫子核）与衰变前的原子核(通常叫母核)相比，原子序数减少2，质量数减少4。α衰变是母核通过强相互作用和隧道效应，发射α粒子而发生的。

β放射性出现在β衰变过程中。β衰变有三种类型：① β衰变，放出正电子和中微子的β衰变；② β衰变，放出电子和反中微子的β衰变；③轨道电子俘获，俘获一个轨道电子并放出一个中微子的过程。β衰变是通过弱相互作用而发生的。

γ放射性通常和α衰变或β衰变有联系。α和β衰变的子核往往处于激发态。处于激发态的原子核要放出γ射线而向较低激发态或基态跃迁，这叫γ跃迁。因此，γ射线的自发放射一般是伴随α或β射线产生的。

β衰变所形成的子核,当其激发能足够高时，有可能放射中子、质子或α粒子，甚至可以产生裂变。这些衰变类型分别叫做β缓发中子发射(β-n)、β缓发质子发射(β-p)、β缓发α发射(β-α)和β缓发裂变(β-f)。

自发裂变是放射现象的另一种类型（见核裂变）。某些重核可以自发地分裂成两个质量相差不多的原子核，并放出几个中子。

质子放射性也是放射性的一种。例如处于激发态能自发地放射出质子，其衰变方式如下： 这是迄今人们惟一知道的不属于缓发质子的质子放射性的例子。