核辐射的基本性质

核辐射是指涉及原子或原子核的过程,如各种核的跃迁过程中,从原子核中释放出来的辐射,包括γ辐射、中子辐射、α和β辐射等。习惯上将他们归纳为如下四大类:

(1)α粒子是核衰变时放出的重粒子,它由两个中子和两个质子组成,带两个正电荷,它与He的原子核相同,即4He。α粒子的能量与母体同位素的半衰期有密切的关系,α粒子的能量越高,其母体的半衰期越短,在大于6.5MeV以上时,半衰期可能小于几天。如果能量低于4MeV,则位垒穿透概率很小,而该同位素的半衰期非常长,由这种同位素制成的实际样品放射性活度很小。

(2)快电子包括衰变中发射的β粒子,正电子或电子以及其他过程产生的具有相当能量的电子,如光电子。实际上,带电粒子是指包括质量为一个或多个质量单位的所有离子,如α粒子、裂变产物和许多核反应的产物。在β衰变中放出的(β-)或(β+)称为β粒子。β射线的能量是连续的,一般小于2MeV,虽然比α粒子的能量低,但是电子的质量小,因此它的速度比α粒子快得多。

(3)X,γ射线。X辐射和γ辐射都是电磁辐射,γ辐射是核跃迁或粒子湮灭过程中发出的电磁辐射,X辐射是核外电子跃迁过程中产生的电磁辐射。原子核特定轨道的电子从高能级跃迁到低能级时发射的辐射称为特征X射线。它们具有明显的粒子性,因此通常为称为光子。

(4)中子。中子在自由状态下是不稳定的,会质变成质子,电子和反中微子,其半衰期约为10~25分钟,所以在自然界不存在自由中子。

针对其特性,α射线使用一张纸就能阻挡;β射线需使用一块铝板才能阻挡;γ射线具有很强的穿透能力,在空气中的射程通常为几百米。要想有效地阻挡γ射线,一般需要采用厚的混凝土墙或重金属(如铁、铅)板块。