事業(yè)單位公共基礎(chǔ)知識：放射性核素知多少

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關(guān)于放射性核素大家肯定都聽說過，但關(guān)于它的具體內(nèi)容大家又了解多少呢？比如這些放射性核素是怎么被發(fā)現(xiàn)的、他們的種類有哪些、以及如何利用他們呢。今天咱們就一起走進 “關(guān)于放射性核素”的小課堂吧。

放射性核素的發(fā)現(xiàn)

所謂核素就是放射性同位素的簡稱，是指可以產(chǎn)生α、β 或 γ 放射線的金屬或非金屬元素。提起放射性核素，很多人腦海里容易聯(lián)想到居里夫婦。其實，最早的發(fā)現(xiàn)者是法國物理學家亨利·貝克勒爾。

在X射線發(fā)現(xiàn)不久，貝克勒爾很快想到，如果把熒光的物質(zhì)放在強光下照射、是否在發(fā)出熒光的同時，能放出X射線。于是，他把熒光物質(zhì)(一塊鈾化合物--鉀鈾酰硫酸鹽晶體)放在用黑紙包住的照相底片上，然后放在太陽光下曝曬。如果此鈾化合物在陽光激發(fā)下，發(fā)射熒光同時也有X射線發(fā)出的話，由于X射線的強的穿透性，定能使底片感光。結(jié)果，在底片上果然發(fā)現(xiàn)丁與熒光物質(zhì)形狀相同的像。

1896年2月24，他向法國科學院報告了此實驗結(jié)果。事隔一周后，他又向科學院作了一個報告，宣布了一個驚人的發(fā)現(xiàn)：在上次報告后，他想繼續(xù)實驗，但天不作美，連續(xù)兩天不見太陽。他把鈾化合物和底片一起放在抽屜里�？墒�，豐富的實踐經(jīng)驗，使他富有靈感，他想到要看一下此鈾化合物未經(jīng)太陽曝曬，底片是否感光。原以為最多能看到非常微弱的影像，但恰恰相反，底片沖出后.在上面出現(xiàn)丁很深的感光黑影，使他大為驚奇。他進一步用不發(fā)熒光的鈾化物進行實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)也能使底片感光。這說明了鈾化物本身也會放出一種肉眼看不見的射線，它與熒光是完全無關(guān)的。以上就是放射性發(fā)現(xiàn)的簡單經(jīng)過。

1898年，居里夫婦又發(fā)現(xiàn)了放射性更強的釙和鐳。由于天然放射性這一劃時代的發(fā)現(xiàn)，居里夫婦和貝克勒爾共同獲得了1903年諾貝爾物理學獎。

發(fā)現(xiàn)放射性的初期，人們不知它的危害，貝克勒爾由于毫無防護下長期接觸放射物質(zhì)，健康受到嚴重損害，50多歲就逝世了�？茖W界為了表彰他的杰出貢獻，將放射性物質(zhì)的射線定名為“貝克勒爾射線”。

二、常見的放射性核素

放射性核素通常分為兩類。根據(jù)它們來源的不同，一類為天然放射性核素，即地球誕生時就存在的放射性核素，如鈾 238、釷 232、鐳 226等。另一方面，人類出于不同的目的制造了一些具有放射性的核素，這種核素叫做人工放射性核素，如碘 131、銫 137、鈷 60等都是人工放射性核素。

(一)鐳

鐳(Radium)，元素符號Ra，是一種具有很強的放射性的元素，在化學元素周期表中位于第7周期，第IIA族，原子序數(shù)88。純的金屬鐳是幾乎無色的，但是暴露在空氣中會與氮氣反應(yīng)產(chǎn)生黑色的氮化鐳(Ra3N2)。鐳的所有同位素都具有強烈的放射性，其中最穩(wěn)定的同位素為鐳-226，半衰期約為1600年，會衰變成氡-222。當鐳衰變時，會產(chǎn)生電離輻射，使得熒光物質(zhì)發(fā)光。

鐳能放射出α和γ兩種射線，并生成放射性氣體氡。鐳放出的射線能破壞、殺死細胞和細菌。因此，常用來治療癌癥等。此外，鐳鹽與鈹粉的混合制劑，可作中子放射源，用來探測石油資源、巖石組成等。鐳是原子彈的材料之一。老式的熒光涂料也含有少量的鐳。中子轟擊鐳-225可以獲取錒。用鐳同位素尋找古河道中的鈾。

(二)鈾

鈾(Uranium)是原子序數(shù)為92的元素，其元素符號是U，是自然界中能夠找到的最重元素。在自然界中存在三種同位素，均帶有放射性，擁有非常長的半衰期(數(shù)十萬年~45億年)。此外還有12種人工同位素(226U~240U)。鈾在1789年由馬丁·海因里希·克拉普羅特(Martin Heinrich Klaproth)發(fā)現(xiàn)。鈾化合物早期用于瓷器的著色，在核裂變現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后用作為核燃料。

1942年前鈾主要用作玻璃和陶瓷的著色劑，用量很少。隨著235U鏈式核裂變反應(yīng)的被發(fā)現(xiàn)，核裂變釋放的巨大能量 (1kg235U釋放的裂變能相當于1800tTNT炸藥)引起人們的注意，被應(yīng)用于原子彈、氫彈制造。

三、放射性核素的利于

提到放射性核素，很多人談之色變，認為科學家發(fā)現(xiàn)了他們簡直是危害人類。但其實只要利用得當，這些放射性核素對我們?nèi)祟惗�言是巨大的財富。關(guān)鍵在于，如何利用。

最典型的利用方式如：核電站。

核電站的優(yōu)點：

1.核能發(fā)電不像火力發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中，因此核能發(fā)電不會造成空氣污染。

2.核能發(fā)電不會產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳。

3.核能發(fā)電所使用的鈾燃料，除了發(fā)電外，沒有其它的用途。

4.核燃料能量密度比起化石1燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送。

5.核能發(fā)電的成本中，燃料費用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟情勢影響，故發(fā)電成本較其它發(fā)電方法為穩(wěn)定。

當然這也并非百利無一害，相比傳統(tǒng)發(fā)電而言，核電站并沒有那么安全，一旦泄露后果將不堪設(shè)想。這就要求我們在利用其造福自身的時候更加提高安全意識。避免為禍自身。

例題展示

【題型】多選題

1.不屬于放射性元素的是：

A.鈾

B.鋰

C.氮

D.氦

【答案】BCD

【解析】第一步，本題考查物理化學知識并選錯誤項。

第二步，B項：鋰是一種金屬元素，元素符號為Li，對應(yīng)的單質(zhì)為銀白色質(zhì)軟金屬，也是密度最小的金屬。用于原子反應(yīng)堆、制輕合金及電池等。鋰和它的化合物并不像其他的堿金屬那么典型，因為鋰的電荷密度很大并且有穩(wěn)定的氦型雙電子層，使得鋰容易極化其他的分子或離子，自己本身卻不容易受到極化。這一點就影響到它和它的化合物的穩(wěn)定性。所以，鋰并不是放射性元素。B項說法正確。C項：氮是一種化學元素，它的化學符號是N，它的原子序數(shù)是7。氮是空氣中最多的元素，在自然界中存在十分廣泛，在生物體內(nèi)亦有極大作用，是組成氨基酸的基本元素之一。氮及其化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。氮元素本身并不是放射性元素。C項說法正確。D項：氦，最不活潑的元素，元素符號He，為稀有氣體的一種。氦在通常情況下為無色、無味的氣體，是唯一不能在標準大氣壓下固化的物質(zhì)。氦的應(yīng)用主要是作為保護氣體、氣冷式核反應(yīng)堆的工作流體和超低溫冷凍劑。此外，由于密度比空氣小且性質(zhì)穩(wěn)定，氦還可以作為浮升氣體。氦氣本身是沒有放射性的。D項說法正確。

因此，選擇BCD選項。

【拓展】A項：鈾是原子序數(shù)為92的元素，其元素符號是U，是自然界中能夠找到的最重元素。在自然界中存在三種同位素，均帶有放射性，擁有非常長的半衰期(數(shù)十萬年~45億年)。此外還有12種人工同位素(226U~240U)。鈾在1789年由馬丁·海因里希·克拉普羅特發(fā)現(xiàn)。鈾化合物早期用于瓷器的著色，在核裂變現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后用作為核燃料。因此鈾具有放射性。A說法錯誤，排除。

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