24湖北事业单位公共基础知识：放射性核素知多少

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　　放射性核素的发现

　　所谓核素就是放射性同位素的简称，是指可以产生α、β 或 γ 放射线的金属或非金属元素。提起放射性核素，很多人脑海里容易联想到居里夫妇。其实，最早的发现者是法国物理学家亨利·贝克勒尔。

　　在X射线发现不久，贝克勒尔很快想到，如果把荧光的物质放在强光下照射、是否在发出荧光的同时，能放出X射线。于是，他把荧光物质(一块铀化合物--钾铀酰硫酸盐晶体)放在用黑纸包住的照相底片上，然后放在太阳光下曝晒。如果此铀化合物在阳光激发下，发射荧光同时也有X射线发出的话，由于X射线的强的穿透性，定能使底片感光。结果，在底片上果然发现丁与荧光物质形状相同的像。

　　1896年2月24，他向法国科学院报告了此实验结果。事隔一周后，他又向科学院作了一个报告，宣布了一个惊人的发现：在上次报告后，他想继续实验，但天不作美，连续两天不见太阳。他把铀化合物和底片一起放在抽屉里。可是，丰富的实践经验，使他富有灵感，他想到要看一下此铀化合物未经太阳曝晒，底片是否感光。原以为最多能看到非常微弱的影像，但恰恰相反，底片冲出后.在上面出现丁很深的感光黑影，使他大为惊奇。他进一步用不发荧光的铀化物进行实验，结果发现也能使底片感光。这说明了铀化物本身也会放出一种肉眼看不见的射线，它与荧光是完全无关的。以上就是放射性发现的简单经过。

　　1898年，居里夫妇又发现了放射性更强的钋和镭。由于天然放射性这一划时代的发现，居里夫妇和贝克勒尔共同获得了1903年诺贝尔物理学奖。

　　发现放射性的初期，人们不知它的危害，贝克勒尔由于毫无防护下长期接触放射物质，健康受到严重损害，50多岁就逝世了。科学界为了表彰他的杰出贡献，将放射性物质的射线定名为“贝克勒尔射线”。

　　二、常见的放射性核素

　　放射性核素通常分为两类。根据它们来源的不同，一类为天然放射性核素，即地球诞生时就存在的放射性核素，如铀 238、钍 232、镭 226等。另一方面，人类出于不同的目的制造了一些具有放射性的核素，这种核素叫做人工放射性核素，如碘 131、铯 137、钴 60等都是人工放射性核素。

　　(一)镭

　　镭(Radium)，元素符号Ra，是一种具有很强的放射性的元素，在化学元素周期表中位于第7周期，第IIA族，原子序数88。纯的金属镭是几乎无色的，但是暴露在空气中会与氮气反应产生黑色的氮化镭(Ra3N2)。镭的所有同位素都具有强烈的放射性，其中最稳定的同位素为镭-226，半衰期约为1600年，会衰变成氡-222。当镭衰变时，会产生电离辐射，使得荧光物质发光。

　　镭能放射出α和γ两种射线，并生成放射性气体氡。镭放出的射线能破坏、杀死细胞和细菌。因此，常用来治疗癌症等。此外，镭盐与铍粉的混合制剂，可作中子放射源，用来探测石油资源、岩石组成等。镭是原子弹的材料之一。老式的荧光涂料也含有少量的镭。中子轰击镭-225可以获取锕。用镭同位素寻找古河道中的铀。

　　(二)铀

　　铀(Uranium)是原子序数为92的元素，其元素符号是U，是自然界中能够找到的最重元素。在自然界中存在三种同位素，均带有放射性，拥有非常长的半衰期(数十万年~45亿年)。此外还有12种人工同位素(226U~240U)。铀在1789年由马丁·海因里希·克拉普罗特(Martin Heinrich Klaproth)发现。铀化合物早期用于瓷器的着色，在核裂变现象被发现后用作为核燃料。

　　1942年前铀主要用作玻璃和陶瓷的着色剂，用量很少。随着235U链式核裂变反应的被发现，核裂变释放的巨大能量 (1kg235U释放的裂变能相当于1800tTNT炸药)引起人们的注意，被应用于原子弹、氢弹制造。

　　三、放射性核素的利于

　　提到放射性核素，很多人谈之色变，认为科学家发现了他们简直是危害人类。但其实只要利用得当，这些放射性核素对我们人类而言是巨大的财富。关键在于，如何利用。

　　最典型的利用方式如：核电站。

　　核电站的优点：

　　1.核能发电不像火力发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。

　　2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。

　　3.核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其它的用途。

　　4.核燃料能量密度比起化石1燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。

　　5.核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其它发电方法为稳定。

　　当然这也并非百利无一害，相比传统发电而言，核电站并没有那么安全，一旦泄露后果将不堪设想。这就要求我们在利用其造福自身的时候更加提高安全意识。避免为祸自身。

　　例题展示

　　【题型】多选题

　　1.不属于放射性元素的是：

　　A.铀

　　B.锂

　　C.氮

　　D.氦

　　【答案】BCD

　　【解析】第一步，本题考查物理化学知识并选错误项。

　　第二步，B项：锂是一种金属元素，元素符号为Li，对应的单质为银白色质软金属，也是密度最小的金属。用于原子反应堆、制轻合金及电池等。锂和它的化合物并不像其他的碱金属那么典型，因为锂的电荷密度很大并且有稳定的氦型双电子层，使得锂容易极化其他的分子或离子，自己本身却不容易受到极化。这一点就影响到它和它的化合物的稳定性。所以，锂并不是放射性元素。B项说法正确。C项：氮是一种化学元素，它的化学符号是N，它的原子序数是7。氮是空气中最多的元素，在自然界中存在十分广泛，在生物体内亦有极大作用，是组成氨基酸的基本元素之一。氮及其化合物在生产生活中应用广泛。氮元素本身并不是放射性元素。C项说法正确。D项：氦，最不活泼的元素，元素符号He，为稀有气体的一种。氦在通常情况下为无色、无味的气体，是唯一不能在标准大气压下固化的物质。氦的应用主要是作为保护气体、气冷式核反应堆的工作流体和超低温冷冻剂。此外，由于密度比空气小且性质稳定，氦还可以作为浮升气体。氦气本身是没有放射性的。D项说法正确。

　　因此，选择BCD选项。

　　【拓展】A项：铀是原子序数为92的元素，其元素符号是U，是自然界中能够找到的最重元素。在自然界中存在三种同位素，均带有放射性，拥有非常长的半衰期(数十万年~45亿年)。此外还有12种人工同位素(226U~240U)。铀在1789年由马丁·海因里希·克拉普罗特发现。铀化合物早期用于瓷器的着色，在核裂变现象被发现后用作为核燃料。因此铀具有放射性。A说法错误，排除。

（编辑：陈老师）