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科普-核辐射中的“核”指的是什么
2022.02.16
我们先来了解一下“核辐射”中“核”这个词的由来。这里有一些你应该接受的概念: 世界上的一切都是由原子组成的。

原子结合形成分子。例如,水分子是由两个氢原子和一个氧原子键合而成的单个单元。因为我们在小学就了解原子和分子

的概念,所以很容易理解和接受。在自然界中,你能找到的任何原子都是92 种原子中的一种,也称为元素。因此,地球

上的任何物质——金属、塑料、头发、衣服、树叶、玻璃——都是由自然界中发现的92种原子组成的。你在化学课上看

到的元素周期表是自然界和人造元素的列表。


每个原子的内部都有三种亚原子粒子:质子、中子和电子。质子和中子结合起来形成原子的原子核,而电子包围原子核并

沿轨道绕原子核转动。质子和电子因为带有相反的电荷而互相吸引(电子带负电而质子带正电,异性电荷互相吸引),而

在大多数情况下,一个原子的电子数和质子数是一样的,这样使得原子呈电中性。中子是电中性的。它们在原子核中的作

用是将质子束缚起来。因为所有质子都带同样的电荷,所以它们互相排斥。中子则扮演了“胶水”的角色,将质子紧紧地

约束在原子核中。


原子核中的质子数决定了原子的表现。例如,如果将13个质子和14个中子结合起来组成原子核,然后让13个电子绕原子核

旋转,这样就得到了铝原子。如果将几百万个铝原子组合起来,就能得到铝——你可以将铝成型为铝罐、铝箔和铝板。在

自然界发现的所有铝都被称作铝-27。这里的“27”是原子质量数即原子核中的中子数与质子数之和。如果你将一个铝原

子放到瓶子中,等上几百万年,它将仍然是一个铝原子。铝-27 因而被称为稳定的原子。在大约100多年前,人们以为所有

的原子都像铝原子一样是稳定的。

    

很多原子以不同的形式出现。例如,铜有两种稳定形式:铜-63(约占自然界中所有铜的70%)和铜-65(约占所有铜的

30%)。这两种不同的存在形式叫做同位素。两种铜同位素的原子都有29个质子,但是铜-63原子有34个中子而铜-65原子

有36个中子。两种同位素的性质和外观相同,并且都是稳定的。


某些元素有放射性的同位素,这一点直到约100年前才被人们理解。某些元素的所有同位素都是放射性的。氢就是一种拥有

多个同位素的元素,而且其同位素之一是放射性的。普通的氢,或者氢-1,有一个质子而没有中子(因为原子核中只有一个

质子,所以不需要中子提供的约束作用)。另一种同位素,氢-2(也被称为氘),有一个质子和一个中子。氘在自然界中含

量稀少(占所有氢的0.015%),尽管它的性质和氢-1一样(例如,你可以用它来合成水),但它在高浓度下是有毒的。这

一点就将它和氢-1划清了界限。氢的这种氘同位素是稳定的。第三种同位素氢-3(也被称作氚)有一个质子和两个中子。这

种同位素是不稳定的。也就是说,你有满满一容器的氚,放上一百万年,你会发现它们都变成了稳定的氦-3(有两个质子和

一个中子)。氚转变成氦的过程叫做放射性衰变。


某些元素的所有同位素天然就是放射性的。铀就是这样一种元素,并且是最重的天然放射性元素。还有8种天然放射性元素:

钋、砹、氡、钫、镭、锕、钍和镤。所有其他比铀重的人造元素也都是放射性的。




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