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具有放射性的原子容易分裂——实际上是中心 原子分裂,释放出原子内部的粒子。
原子中心是由质子和中子组成的原子核。 氢原子是最简单的原子,氢原子核也是最简单的原子核,只由一个质子组成。 原子核外是围绕原子核运行的电子。 无法测量电子运动的确切轨迹,但可以测量电子出现在不同空间位置的概率。 人们形象地将这种按照概率形成的空间称为电子云。
质子带正电,中子不带电,所以原子核带正电是因为它含有质子。 电子带负电,它们与原子核中的质子之间的吸引力使它们绕原子核运行。 由于同种电荷相互排斥,因此原子核内的质子之间存在排斥力。
在一些内部只有几个质子的小原子中,这种排斥不会产生明显的影响。 但是一些大原子的原子核不太稳定。 例如,铀 238 的原子核内部有 92 个质子。 有时这会导致原子核破裂并发射出内部的粒子。 这些原子具有放射性。
放射性原子会向周围放出中心粒子,反应后会产生新的原子核,新产生的原子核称为“子核”。 如果子体是稳定的,那么反应到这里就停止了,但是如果子体内部的质子数还很多,也就是说子体还不稳定,核裂变反应就会继续产生新的子体 ,依此类推,直到产生稳定的后代。
放射性原子发出的辐射主要有三种:α射线、β射线和γ射线。
α射线由α粒子组成,每个α粒子由两个质子和两个中子组成。 铀 238 可以发出这种辐射。 与其他辐射粒子相比,α粒子可以算是巨人。 它们太大,无法穿过纸张或人体皮肤表面的死细胞。
但这并不代表α射线对人体无害。 长期暴露在α射线下,人体皮肤会被灼伤;内部器官可能会受到严重伤害。
当原子核中的中子转变为质子和电子时,会产生β粒子。 电子从原子核中射出,而质子则留在原子内部。 β粒子的大小是α粒子的1/7000,所以β射线的破坏力更大。 β 射线可以轻松穿过纸张,但不能穿过木头。 β粒子可以通过表皮细胞进入皮肤,但留在皮肤表层。 如果 β 粒子留在体内,将会发生严重烧伤或广泛的内部组织损伤。
第三种辐射是不稳定原子发出的伽马射线。 构成伽马射线的伽马粒子是高能光子,类似于X射线。 伽马射线可以穿过木头,只有足够厚的混凝土墙或铅板才能阻挡。 伽马射线不仅可以穿透皮肤,还可以穿透全身,所有被伽马射线照射过的细胞都会被杀死。
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