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放射性污染(放射性污染有哪些)
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发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
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放射性污染(放射性污染有哪些)
说到“放射性”,我们的第一反应可能是超级英雄——在城市里飞来飞去,变成一个火球或者绿巨人那样脾气暴躁的家伙。或者,在你的脑海里,你会看到核事故后的黑暗天启。
然而,120年前,人们对放射性的认识与今天完全不同。事实上,当时人们认为放射性是健康和活力的神奇源泉。镭等放射性元素开始出现在各种产品中,从牙膏到手表表盘甚至黄油!在3354的成分表中。
20世纪的人:如果生活给了你镭,那就把它加到任何东西里!
那么,后来发生了什么,让这个看似神奇的发现变成了人人闻之色变的怪物?
为什么有些元素有放射性?
想象一下,你的鼻子不小心吸入了一些花粉,你感到有点不舒服。你快要打喷嚏了。这就是想打喷嚏的感觉。一些原子一直处于这种“想打喷嚏”的状态:驱逐多余能量、恢复稳定的冲动。
我们周围看到的大多数东西都是由具有稳定原子的元素组成的。这意味着你旁边的富碳桌子不会自己分解成其他东西。负责维持原子稳定的亚原子部分叫做原子核。
在原子核内部,有带正电的质子和中性中子。这些“核子”被一种叫做强核力的力束缚在一起。强核力可以抵消带相同电荷的质子之间相互排斥的电场力。核力的范围很小,取决于原子核中中子与质子的比例。
然而,当中子数量超过质子数量时,不同力之间的平衡开始崩溃。例如,具有六个质子和六个中子的碳-12是稳定的碳同位素,而具有八个中子和六个质子的碳-14是不稳定的碳同位素。或者说,原子核中中子和质子的数量超过了强核力能够保持原子核稳定的阈值,比如任何比铋-209重的原子核。所有这些条件都会导致不稳定同位素的出现。
就像我们的身体在打喷嚏时通过一系列的膨胀和收缩活动来排出刺激性物质一样,不稳定的元素同位素也会释放出不同的粒子或能量形式来恢复原子核内部各种力之间的平衡。在这个试图恢复稳定的过程中,它们会形成新的原子核。
这种为了恢复稳定而形成新核的性质,就是我们常说的放射性,这个过程叫做放射性衰变。
原子核是如何发生放射性衰变的?
原子核可以通过发射、或射线(有时是三种射线的组合)进行核衰变和放射性衰变。
粒子与氦-4的原子核基本相同,由两个质子和两个中子组成。
镭-226原子核经过衰变形成不同的元素:氡-222和粒子。
阿尔法粒子相对较重,在空气中只能行进几厘米。一张纸或一块塑料可以很容易地阻挡阿尔法粒子。
在重元素原子核内中子转变为质子(或质子转变为中子)的过程中,原子核会释放出电子或正电子,即粒子。
粒子携带的能量高于粒子,穿透力较强,但电离能力较弱。粒子可以在空气中传播,但薄金属片甚至防护服都可以阻挡粒子。
最后,它是放射性衰变中能量最大、最致命的形式:伽马射线。
高能态的原子核在经过衰变和衰变后,仍必须回到更稳定的低能态,此时释放的高能射线称为射线。
原子核可以在几秒钟、几天、几年甚至几个世纪内自发地经历所有这些衰变,并转变成稳定的形式。该速率取决于放射性物质的半衰期,即放射性物质衰变到初始值一半所需的时间。
放射性和核能的兴起
说到放射性,就不得不提到居里夫人。她用过的铅封高级实验室、笔记本、食谱、家具都被镭污染了,这些污染在未来的12000年里还会继续存在。不过这些被污染的东西也证明了居里夫人在放射性领域的贡献,这也是她两次获得诺贝尔奖的原因。
她的丈夫皮埃尔居里和亨利贝克勒尔在20世纪初发现的放射性和放射性元素开创了原子物理学的新领域。最后,基于对放射性和放射性元素的研究,人们发现了原子和核能的不同成分。
居里夫人的研究笔记
铀-235、钚-239等放射性元素被中子击中后会释放大量能量。如果在核反应堆中正确操作,这些燃料可以长时间提供能量。一公斤铀-235可以通过核裂变产生近2400万千瓦时的电力,而一公斤煤只能产生8千瓦时的电力。正确使用这种能源可以解决全球二氧化碳排放不断增加的问题。
然而,核能的致命弱点是如何安全处理废弃的放射性燃料,以及全世界对核事故的广泛关注。
几十年前发生的切尔诺贝利核事故仍然令人恐惧。核反应堆的熔毁会使大片土地几代人无法居住,更不用说暴露在核辐射下的数千万人将终生受其影响。
当地政府现在已经在核反应堆周围建造了一个巨大的石棺,以防止核辐射泄漏到空气中。此外,核反应堆的残骸被密封在厚厚的钢结构中。清理工作将持续到2065年。
2011年,地震引发的海啸袭击了福岛第一核反应堆,导致方圆20公里内数千人疏散。相关政府机构仍在清理周边环境,清理和处理受影响地区的表层土壤。
放射性的影响
放射性物质的有害影响可以通过辐射照射间接影响我们的身体,或者通过接触或摄入直接影响我们的身体。
辐射暴露
一般来说,辐射是没有危险的。反射表面可以反射光。用于加热食物的微波或手机接收的信号都是不同形式的辐射。但是有一种辐射对所有生物都特别危险,那就是核辐射。
辐射,也称为电离辐射。放射性物质在其衰变过程中会释放出电离辐射。通过敲除中性原子携带的电子,电离辐射可以将原本不带电的原子变为带正电荷的离子。任何生物暴露在如此高能量的辐射之下,它们非但不会获得放射性能力或超能力,只会变成辐射中毒的受害者。
核辐射导致的辐射中毒可以轻易地破坏DNA的分子结构,并损害活细胞。大剂量或长时间的辐射中毒已被证明具有致命性,因为这些射线可致癌。
放射性污染
由于放射性物质直接与人体内部或外部接触,这种形式的危险性是辐射暴露的两倍。直接接触不仅使人体暴露于辐射中毒的危险之中,也会通过影响特定身体部位而造成内部损伤。
摄入放射性镭之后,我们人体会误将放射性镭当做钙,不断地将体内的钙元素替换成摄入的镭元素,最终导致骨骼和牙齿坏死。放射性铀元素经摄入后,主要攻击和损坏肾脏。
放射性总是有害吗?
在毒理学中,有一种说法叫做“只要剂量足,万物皆有毒”(the dose makes the poison)。虽然暴露于超过管制剂量的放射性物质,可导致严重的基因突变和癌症,但在管制剂量范围内,放射性物质却可用于治疗癌症。比如,放射性碘,可用于癌症的放射性治疗,以及用于甲状腺造影。放射性锝可用于心脏、骨骼和其他器官缺陷的诊断。
放射性碳定年法主要使用碳-14的放射性,来测定古生物或含有机物质的物品的年代。在某些国家,新鲜农产品在包装之前甚至会经过辐照,以杀死果蔬表面附着的任何细菌。每年拯救无数人生命的烟雾报警器中也含有微量的镅-241。
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