放射性的发现_放射性的发明

来源:婴儿时期启蒙教育 发布时间:2018-10-23 点击:
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  奇迹概览

  某些物质的原子核能发生衰变,放出我们肉眼看不见也感觉不到的射线(如α射线、β射线、γ射线等),这些射线只能用专门的仪器才能探测到。那么,物质的这种性质就叫放射性。物质的放射性自从被发现之后,不仅为原子核物理学的研究开辟了新领域,而且还大大推动了人类科学技术的发展。

  ⊙奇迹探秘:

  1.放射性的发现者是谁?是在什么时间发现的?

  1896年,法国物理学家贝克勒尔在研究铀盐的实验中,首先发现了铀原子核的天然放射性。在进一步研究中,他发现铀盐放出的这种射线能使空气电离,也可以穿透黑纸使照相底片感光。而且,外界压强和温度等因素的变化不会对实验产生任何影响。贝克勒尔的这一发现意义深远,它使人们对物质的微观结构有了更新的认识,并由此打开了原子核物理学的大门。

  安东尼·亨利·贝克勒尔(1852-1908),法国物理学家,1872年就读于巴黎理工大学,后在公路桥梁学校毕业,获工程师职位。1878年,他在巴黎自然博物馆任物理学教授;1895年,任理工大学教授。他因发现物质的放射性而获1903年诺贝尔物理学奖。

  2.国际单位中,放射性活度的单位是什么?为什么?

  贝克勒尔(becquerel,Bq)是放射性活度的国际单位。1975年,第十五届国际计量大会为纪念法国物理学家安东尼·亨利·贝克勒尔,将放射性活度的国际单位命名为贝克勒尔,简称贝克,符号Bq。放射性元素每秒有一个原子发生衰变时,其活度即为1贝克。

  走近奇迹

  物质的放射性既然是肉眼看不到的,那贝克勒尔又是如何发现的?这就不得不提到德国物理学家伦琴和伦琴射线。

  1895年,德国物理学家威尔姆?康拉德?伦琴将自己的一篇实验报告《一种新射线》和一些X射线(波长介于 紫外线和γ射线间的电磁辐射)照片分别寄给各国著名的物理学家,其中包括法国著名的数学、物理学家庞加莱。1896年1月20日,法国科学院开会,庞加莱把伦琴寄给他的论文展示给与会的科学家。当时,贝克勒尔对这个展示表现出极大的兴趣。贝克勒尔问:“这种穿透射线是这样产生的?”庞加莱回答说:“这一射线似乎是从阴极对面发荧光的那部分管壁上发出的。”贝克勒尔推想:可见光的产生和不可见X射线的产生或许是出于同一机理。第二天,他就开始实验荧光物质会不会产生X射线。

  然而,贝克勒尔最初的一些实验却是失败的。正在这个时候,庞加莱在法国一家科普杂志上发表了一篇介绍X射线的文章,文章又一次提到荧光物质是否会同时辐射可见光和X射线的问题。贝克勒尔读到后非常受鼓舞,于是,再次投入荧光和磷光的实验,终于找到了铀盐有这种效应。

  贝克勒尔用厚黑纸包了一张感光底片,纸非常厚,即使放在太阳下晒一整天也不至于使底片变暗。他又在黑纸上面放一层铀盐,然后拿到太阳下晒几个小时,显影之后,他在底片上看到了磷光物质的黑影。然后,他又在磷光物质和黑纸之间夹一层玻璃,进一步发现这一效应不是由于太阳光线的热使磷光物质发出某种蒸气而产生化学作用所致。于是,他得出结论:铀盐在强光照射下不但会发可见光,还会发穿透力很强的X射线。后来的进一步研究发现,即使不在阳光照射下,铀盐也会发射射线。而这种射线并非X射线,只是具有一些与X射线相似的性质。于是,放射性现象被发现了。

  与此同时,居里夫妇也一直进行着放射性物质的研究。他们以沥青铀矿石为研究对象,发现了这种矿石的总放射性比其所含有的铀的放射性还要强。于是,1898年,居里夫妇对这种现象提出了一个逻辑的推断:沥青铀矿石中必定含有某种未知的放射成分,其放射性远远大于铀的放射性。同年12月26日,居里夫妇公布了这种新物质存在的设想。

  在此之后的几年中,居里夫妇不断地提炼沥青铀矿石中的放射成分。经过不懈的努力,他们终于成功地分离出了氯化镭,并发现了两种新的化学元素:钋(Po)和镭(Ra)。因为他们在放射性上的发现和研究,居里夫妇和贝克勒尔共同获得了1903年的诺贝尔物理学奖,居里夫人也因此成为了历史上第一个获得诺贝尔奖的女性。

  后来,经过研究,人们发现物质的放射性射线由是三种成分组成:一种是高速运动的氦原子核粒子束,称为α 射线。它的电离作用大,贯穿本领小,穿不透一张薄纸。另一种是高速运动的电子束,称为β射线。它的电离作用较小,贯穿本领较大,但仍穿不透一张薄金属片。第三种是波长很短的电磁波,称为γ射线。它的电离作用最小,贯穿本领最大,可以穿过例如1厘米厚的铅板。

  如今,放射性已经应用到许多学科的研究中,特别是在工业、农业、医学和军事等部门。例如,在工业中,人们用β射线测量厚度,用γ射线探伤;农业中,人们利用射线的辐射照射育种并刺激生物生长;医学中,放射性被广泛用于射线诊断和放射治疗等方面。随着科技的发现,人类越加了解了物质的放射性,并利用它为人类造福。

  ⊙奇迹探秘:

  3.放射性对人体有危害吗?

  在大剂量的照射下,放射性对人体和动物存在着某种损害作用。如在400雷得(辐射剂量单位)的照射下,受照射的人有5%死亡;若照射650雷得,则 100%死亡。照射剂量在150雷得以下,死亡率为零,但并非无损害作用。很多放射性的危害住往需经20年以后才会表现出一些症状。放射性也能损伤遗传物质,主要在于引起基因突变和染色体畸变,使一代甚至几代人受害。

  【放射性的类型 】

  放射性有天然放射性和人工放射性之分。天然放射性是指天然存在的放射性核素所具有的放射性。它们大多属于由重元素组成的三个放射系(即钍系、铀系和锕系)。人工放射性是指用核反应的办法所获得的放射性。人工放射性最早是在1934年由法国科学家居里夫妇发现的。

  许多天然和人工生产的核素都能自发地放射出射线。放出的射线类型除 α、β、γ以外,还有正电子、质子、中子、中微子等其他粒子。在目前所知的大约2000种核素中, 绝大多数是人工放射性核素,它们在科学研究和生产实践中起着重要作用。

  【生活中的放射性】

  尽管100多年前人们才发现放射性,但放射性从来就存在于我们的生活中。放射性可以说无时不在,无处不在,我们吃的食物、喝的水、住的房屋、用的物品、周围的天空大地、山川草木乃至人体本身都含有一定的放射性。

  人们受到的放射性照射大约有82%来自天然环境,大约有17%来自医疗诊断,而来自其他活动大约只有1%。在正常情况下,放射性辐射不仅没有影响到人类正常的繁衍生息,而且科学家们利用现代科技已将辐射技术广泛地应用在工业、农业、医学、环境保护等各个领域,它已成为人类亲密的朋友。


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