[科普中國]-感生放射性

感生放射性的發(fā)現(xiàn)

居里和約里奧發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硼和鋁等較輕的元素受到α粒子的轟擊后，即使在移走α粒子源后它們?nèi)杂谐掷m(xù)放射性。他們證明，輻射來源于一種帶一個(gè)單位正電荷的粒子，它具有和電子相同的質(zhì)量。1

定義使用具有一定能量的粒子轟擊穩(wěn)定的核素可以產(chǎn)生人工放射性核素。把穩(wěn)定的核素吸收一個(gè)中子后轉(zhuǎn)變成放射性核素的過程稱為活化，把生成的放射性核素叫做活化產(chǎn)物。因?yàn)楹藘?nèi)中子過剩，活化產(chǎn)物要進(jìn)行β衰變，活化產(chǎn)物衰變時(shí)產(chǎn)生的放射性稱為感生放射性。2

特點(diǎn)中子活化是感生放射性的主要形式。當(dāng)自由中子被原子核俘獲時(shí)會(huì)形成新的同位素，這種同位素不一定穩(wěn)定，它的性質(zhì)取決于原來的元素。脫離原子核的中子會(huì)在幾分鐘內(nèi)衰變，因此中子輻射只能由元素的衰變、核反應(yīng)和高能反應(yīng)（例如宇宙簇射或粒子加速器中的碰撞）產(chǎn)生。被中子慢化劑減速的中子（即熱中子）比快中子更容易被原子核俘獲。

感生放射性的一種比較少見的形式是用光致蛻變?nèi)コ雍酥械囊粋€(gè)中子。在這種反應(yīng)中，一個(gè)高能光子（伽馬射線）帶著比原子的結(jié)合能更高的能量轟擊原子核，使它放出一個(gè)中子。這種反應(yīng)所需能量的最小值是2MeV（對(duì)氫核），多數(shù)重核需要的能量大約是10MeV。許多光致蛻變不會(huì)產(chǎn)生能量足以激發(fā)感生放射性的伽馬射線。用于食品輻照的同位素（鈷-60和銫-137）產(chǎn)生的能量峰值都低于反應(yīng)所需能量，因此不會(huì)使食物具有放射性。3

一些感生放射性是由背景輻射產(chǎn)生的，多數(shù)是因?yàn)樽匀槐尘拜椛洌刺烊槐镜纵椛洌?。不過，由于地球上大部分地區(qū)的本底輻射都不強(qiáng)，一個(gè)地區(qū)的感生放射性通常都很小。

某些型號(hào)的反應(yīng)堆中會(huì)產(chǎn)生高能中子流，能引發(fā)感生放射性。這些反應(yīng)堆的組件也會(huì)因?yàn)樗艿降膹?qiáng)烈輻射而具有很強(qiáng)的放射性。感生放射性會(huì)增加核廢料的量，但只要得到控制就不會(huì)構(gòu)成輻射污染。