亨利贝克勒尔（H?Becquerel）年，法国科学家亨利贝克勒尔（H?Becquerel）发现用黑纸包的铀盐仍可以使照相底片感光，实验结果说明铀盐可以放射出能透过黑纸的射线，由此发现了天然放射性。（图片来源于网络）在磁场中研究这种射线的性质时，证明它是由三种成分组成的。其中一个成分在磁场中的偏转方向与带正电的离子流的偏转方向相同；另一个成分与带负电的离子流的偏转方向相同；第三个成分则不发生任何偏转，继续沿着直线方向前进。这三种射线分别叫做α射线、β射线和γ射线。α射线是高速运动的氦原子核（又称α粒子）组成的，所以它在磁场中的偏转方向与正离子流相同。它的电离作用大，贯穿本领小。它在空气中的射程只有几个厘米。β射线是高速运动的电子流，它的电离作用较小，贯穿本领较大，在空气中的射程因其能量的不同而有较大差异，一般为几米至十几米。γ射线是波长很短的电磁波，所以在磁场中不发生偏转。它具有间接电离作用，贯穿本领很大，在空气中的射程通常为几百米。现在知道，有许多天然的和人工生产的核素都能自发地发射各种射线。有的发射α射线，有的发射β射线，有的发射γ射线，有的在发射α射线或β射线的同时也发射γ射线，有的三种射线均发射。铀发射的射线就是由三种不同成分的射线组成，即α、β和γ射线。此外，原子核还有发射正电子、质子、中子、重离子等其它粒子以及自发裂变的情况。由于原子核自发的变化而放射出各种射线的现象，称为原子核的放射性。能自发地放射各种射线的核素，叫放射性核素。实验证明，对放射性核素加温、加压或加电磁场，都不能抑制或显著改变其放射性。除了原子核的放射性，现在已被广泛应用的还有射线装置，它们主要有X射线机、粒子加速器、中子发生器等。在原子核的衰变中，发生衰变的原子核叫母核，衰变后所产生的核叫子核。放射性原子核的衰变主要有三种类型，它们分别叫做α衰变、β衰变和γ跃迁。

　　　　　　　　

1α衰变

原子核自发地放射出α粒子而转变成另外一种原子核的过程，叫做α衰变。经过α衰变以后，子核的质量数比母核减少4，原子序数减少2，其衰变式如下：

其中：X为母核，Y为子核，A为质量数，Z为原子序数。

α射线实际上就是带两个正电荷的氦-4原子核（He2+），它们在磁场中只有轻微的偏转。

　　　　　　　　2β衰变

原子核由于自发地放射出β粒子而转变成另外一种原子核的过程称为β衰变。β射线是一束高速电子流，它们在磁场中有较大的偏转。原子核的β衰变有三种形式。它们是β+衰变、β-衰变和轨道电子俘获，其表达式分别为：

轨道电子俘获也是β衰变的一种形式。所谓电子俘获，是原子核俘获核外某一壳层电子，该壳层少了一个电子，出现一个空位。这时处于能态较高的电子就会跃迁到该壳层填补这个空位，多余的能量以特征X射线形式放出。

　　　　　　　　3γ跃迁

γ跃迁主要包括同质异能跃迁和内转换。

原子核发生α或β衰变时，所产生的子核常常处于较高的能态，即核激发态，激发态是不稳定的，它要直接退激或者级联退激到基态，而当子核从激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时，就会放出γ射线。这一过程叫做γ跃迁，也叫γ衰变。γ射线通常是在原子核进行α衰变或β衰变中伴随发射出来的。原子核激发态存在时间很短（一般约10-11~10-13s），因而可以认为γ射线与α、β射线同时放出。

γ射线是光子流，其波长很短，也可以说γ射线是波长很短的电磁波，由于它们不带电，所以在磁场中不发生偏转。放出γ射线的原子核其质量数、电荷数均保持不变，只是能量状态发生了变化，故又称这种过程为：“同质异能跃迁”。

例如：常用γ放射源Cs和60Co都是由于母核发生β-衰变后，子核处于较高激发态能级，在向较低能态或基态跃迁时便发出光子。Cs的γ射线能量为Kev；60Co放出两个γ射线，其能量分别为1.17Mev和1.33Mev。

射线与物质的相互作用

射线种类

与物质作用的主要形式

屏蔽材料种类

一般用材料

α

电离、激发

一般物质

一张纸

β

电离、激发、轫致辐射

轻物质+重物质

铝或有机玻璃加铁

γ

光电效应、康普顿散射、

电子对效应

重物质

铅、普通混凝土

n

弹性散射、非弹性散射、吸收

含氢物质

水、石蜡

辐射可以分为带电粒子辐射和非带电粒子辐射。其中带电粒子通过物质时，在同物质原子中的电子和原子核发生碰撞进行能量的传递和交换，其中一种主要的作用是带电粒子直接使原子电离或激发。而非带电粒子则通过次级效应产生次带电粒子使原子电离或激发。能够直接或间接引起介质原子电离或激发的核辐射通常叫做电离辐射。因此，电离辐射同物质的作用过程和所产生的效应不仅是核科学本身深入发展和核技术广泛应用的基础，也是人们采用有效措施防护核辐射避免危害人体的基本依据。　　　　　　　　　　　　　　▼　　　　　　更多精彩内容，请

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