放射性 

放射性的標誌。Unicode所收錄的編碼為U+2622(

放射性輻射性[1]是指某元素放射性同位素從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)而衰变形成另一種同位素衰变产物),這種現象稱為放射性。衰变时放出的能量称为衰变能量。每種元素都有著許多種放射性同位素,若某元素的所有同位素都具有放射性,則我們稱該元素為放射性元素原子序數83)以上的元素都屬於放射性元素,但某些原子序數小于83的元素(如)也屬於放射性元素[2]。而有趣的是,從原子序84()開始一直到97()之間的放射性元素有以下特性:原子序是偶數者,其最長壽同位素的半衰期都比相邻的奇數者长。这是由於原子序数为偶數的元素的原子核含有適當數量的質子中子,能够形成有利的配置結構(即魔數)。

對單一原子來說,放射性衰变依照量子力學隨機過程,無法預測特定一個原子是否會衰变[3]。不過原子衰变的機率不會隨著原子存在的時間長短而改變。對大量的原子而言,可以用量測衰變常數計算衰變速率及半衰期。其半衰期沒有已知的時間上下限,範圍可以到55個數量級,短至幾乎瞬間,長至宇宙年齡的一兆倍。

放射性衰变有許多種不同的類型。衰变或是能量的減少若使得某種原子的原子核的中子數或質子數發生了改變,轉變為有另一種原子核的原子,則稱此衰變為核嬗變。若為中子數的改變,則衰變後的產物為同種元素的另一種同位素;若為質子數的改變,則衰變後的產物為另一種不同的化學元素。

最早發現的衰变種類是α衰變β衰變γ衰變。α衰變是原子核放出α粒子(原子核),是最常見釋放核子的衰變,不過原子核偶爾也會釋放質子,或者釋放其他特殊的核子(稱為簇衰变英语Cluster decay)。β衰變是原子核釋放電子(或正子)及反微中子,會將質子轉變為中子(或是將中子轉變為質子)[4] 。核子也可能捕獲軌道上的電子,使質子轉變為中子,這為電子捕獲,上述的衰变都屬於核嬗变

相反的,也有一些核衰变不會產生新的元素或同位素,受激態原子核的能量以伽馬射線的方式釋出,稱為伽馬衰变,或是將激发态原子核将能量转移至轨道电子上,轨道电子再脱离原子,稱為內部轉換英语Internal conversion。若是核子中有大量高度受激的中子,有時會以中子發射的方式釋放能量。另外一種核衰变是原來的原子核分裂為二個或多個較小的原子核,稱為自發裂變,在大量的不穩定核子自發性地衰变時,一般也會釋放伽馬射線、中子或是其他粒子。

地球上有14種左右的化學元素屬於放射性元素,但其餘非放射性元素也有許多種具放射性的同位素。而在所有自然存在的放射性同位素中,有34種是在太陽系形成前就存在的。[來源請求]著名的例子像是鈾-235釷-232,此外還有在自然界中,半衰期較長的同位素,例如鉀-40釤-147。另外還有15種是半衰期較短的同位素,像鐳-226氡-222,是由原始核素英语primordial nuclide衰變後的產物,也有一些是因為宇宙射線英语Cosmogenic nuclide而產生的,像碳-14就是由宇宙射線撞擊氮-14所產生。放射性同位素也可透過粒子加速器核反應爐人工合成,所有人工合成的同位素都具有放射性。在所有元素的放射性同位素中,有650種的半衰期超過一小時,而有數千種的半衰期更短。

  1. ^ 蔡嘉一,《輻射安全》,第1頁。
  2. ^ 魏明通. 核化學. 五南圖書出版股份有限公司. 2005: 191–. ISBN 978-957-11-3632-5. 
  3. ^ Decay and Half Life. [2009-12-14]. 
  4. ^ Konya, Jozsef. Nuclear and Radiochemistry. Elsevier. 2012: 74. ISBN 9780123914873. 



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