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你知道什么物质会产生辐射吗？其实，并不是所有物质都会产生辐射。我们知道碘127是稳定的物质，而碘131则是放射性物质，那么，这些放射性物质究竟具备什么特性呢？我们又是如何得知放射源的强弱和衰变的规律？这个部分会为你详细讲解。具体来说，本部分内容包括： 原子核的结构及符号表示 核素与同位素 稳定性同位素和放射性同位素 放射性衰变的主要类型及特性 衰变常数及半衰期 放射性活度及衰变规律 各位同学，你们好！今天我们要讨论的课题是原子核结构和放射性衰变。要了解电离辐射的原理，必须先要了解这方面的基础知识。 我们都知道，电离辐射自古以来就一直存在在于自然界，由于它的无法感知性，直到19世纪末由伦琴和贝可勒尔相继发现了X射线和铀的放射性后，它才逐步被人们所认识。 那么，原子核的结构是怎样的？放射性究竟是什么？我们又是如何表示放射源的强弱和衰变的规律？以下我会为你详细讲解。 首先让我们看看原子核的结构，从示意图我们可以看到，原子核的结构是行星模型的结构，即原子内部像一个太阳系，原子核像太阳一样位于太阳系中央，其他电子则像行星一样在自己的轨道上绕原子核飞行，这一模型奠定了原子结构的基础。原子由原子核和核外电子组成。原子核内有带正电荷质子和不带电的中子，它们统称为核子。不同核素的原子核里含有不同数量的质子和中子。通常，原子内的带正电的质子和带负电的电子的数目是相同的，所以原子不带电荷。氢是最细小的原子，它的原子核内只有一个质子。 接下来，我们看下原子核是如何表示的： 任何一个原子核都可以由这个符号来表示，其中X是该原子核对应的元素符号，N是核内中子数，Z是核内质子数或电荷数，A是核子数或核的质量数。 由于核子数为质子数与中子数之和，所以通常可以省去中子数N，用X、A及Z即可标识。又因为原子核符号X和质子数Z具有唯一、确定的关系，所以事实上，只要元素符号X确定后，该元素的质子数或电荷数就已经确定，所以符号AX足以表示一个特定的核。如可用60Co表示，?可表示为131I。 接下来，我们介绍一组核物理基本概念──核素与同位素。 核素是具有一定数目的中子和质子以及特定能态的一种原子核或原子。 核子数、中子数、质子数和能态只要有一个不同，就是不同的核素，如： 60Co与58Co的质子数相同，中子数、核子数不同，为两种不同的核素； 60Co与60Com尽管其质子数，中子数、核子数均相同，但能态不同也是两种不同的核素。 同位素则是在周期表中处于同一位置，具有相同质子数、但中子数及质量数不同的核素称为某元素的同位素。如1H、2H和3H互为同位素，131I，125I和123I互为同位素。 另外，同位素还可以分成两类：一类同位素的原子核不会自发地衰变，能够稳定地存在，这类同位素称为稳定性同位素；另一类同位素的原子核能自发地衰变而转变为另一种元素的原子核，同时放射出射线，这类同位素称为放射性同位素。如氢的三种同位素中，1H?2H为稳定性同位素，3H为放射性同位素；碘的同位素中123I、125I、131I均为放射性同位素，而127I则为稳定性同位素。 下面我们来介绍放射性衰变主要的类型及特性。 放射性衰变指原子核自发发射出粒子而改变性质的过程。其衰变产生射线的主要类型为α、β、γ三种。 由这张简单的示意图可看出：从穿透能力上比较γ〉β〉α，α粒子最弱，它在空气中的射程也只有几厘米，在铝中的射程更小，只有几十微米，所以α粒子容易被物质吸收，一张纸或我们正常的皮肤就足以挡住α粒子，也就是说，α衰变外照射对我们幷不造成威胁； 其次是β粒子，β粒子的穿透能力在相同能量下是α粒子的50–100倍，它只能穿透表层皮下1cm左右组织，所以90Sr–90Ir?β源可用做皮肤的敷贴治疗，同时β源对我们的外照射损伤也主要是上皮及浅表组织的损伤，但当β粒子沉积于组织或机体直接作用时，也有内照射所引起的电离辐射损伤； γ粒子的穿透能力是最强的，γ粒子其穿透能力大概是相同能量β粒子的100倍，所以对γ射线外照射是一个防护重点。 从电离能力比较，则与穿透能力完全相反，α粒子的电离本领特别大，如Po-210衰变产生的一个能量5.6Mev的α粒子通过3.8cm空气层被阻停时共产生约15万个离子对和更多的激发分子。一旦α粒子进入人体直接作用于组织机体，则由α粒子内照射所引起的大量电离造成的危害特别大，所以对α源主要防止的是内照射。 这三种衰变具体作用过程我们首先从α衰变开始： α衰变是原子核自发地放射出α粒子而发生转变。在α衰变中，衰变后的核（通常叫子核）与衰变前的原子核（通常叫母核）相比，电荷数减少2，质量数减少4。可以用下式表示： 式中X表示母核（即衰变前的原子核），Y表示子核（即衰变后的原子核）。 β衰变是核自发地放射出电子或正电子，或者俘获一个轨道电子而发生的转变，统称为β衰变。其中，放出电子