放射性核素為何物？放射性持久度由核素半衰期決定

早在一百多年前，有一位科學家幾乎將自己的一生都奉獻給化學元素提取工作，她就是居里夫人(瑪麗·居里)。

11月8日，諾貝爾獎官方推特公布了居里夫人使用過的筆記本。

諾貝爾獎方面稱，居里夫人于1934年7月4日死于再生障礙性貧血，這是她多年來在工作中受到輻射的結果。即使在今天，她的一些書籍和論文仍具有強烈放射性，必須放在鉛盒中保存。本次諾貝爾獎方面所展示的這個筆記本，其所具有的放射性還將持續1500年。

“從科學角度來講，筆記本仍具放射性，這很正常。”中國原子能科學研究院(以下簡稱原子能院)放射化學研究所所長鄭衛芳在接受科技日報記者采訪時表示。

放射性持久度由核素半衰期決定

1896年，法國物理學家貝克勒爾在實驗中發現元素鈾會自發地發出一種類似X射線的有穿透力的射線。之后，居里夫人發現這種現象不僅僅是鈾的特性，而是某些元素的共同特性，她把這種特性稱為放射性，把有這種性質的元素叫做放射性核素。經過幾年的努力，她找到了另外的放射性核素——釙(Po)和鐳(Ra)，并因此成為世界首位兩獲諾貝爾獎的人。

鄭衛芳告訴記者，居里夫人所用過的筆記本仍具放射性，并將持續千年，這與放射性核素的半衰期直接相關。

在物理學上，放射性核素的半衰期是指一個樣本內，其放射性原子衰變至原來數量的一半所需的時間。放射性核素的半衰期長短差別很大，短的遠遠小于一秒，長的可達數十萬年。半衰期越短，代表其原子越不穩定，每顆原子發生衰變的幾率也越高。

釙元素的原子序數是84，是一種呈銀白色的金屬。根據研究，這種元素在地球上十分稀有，但卻有劇毒，它的半衰期是138天，如果居里夫人筆記本上沾染的是釙元素，如今其輻射基本可以忽略不計。

如果是鐳元素，情況就大不一樣了。鐳元素的原子序數為88，是一種具有很強放射性的元素。在鐳的同位素家族中，最穩定的同位素為鐳-226，半衰期約為1600年。這也意味著，經過一個半衰期，也就是經過1600年，其放射性強度才會降為初始值的1/2。

那么，居里夫人筆記本上的放射性核素能否去除?鄭衛芳告訴記者，可以用去污劑擦拭，但這只能將放射性核素轉移，并不能將其消滅。要消滅放射性核素，或者縮短放射性核素的半衰期，除了其原子核的自發衰變外，還可以借助核反應(專業術語叫嬗變)，將半衰期上千年甚至萬年的長壽命核素嬗變成半衰期更短的核素。人工核嬗變可以利用核反應堆、粒子加速器等裝置實現。

放射性核素的處理多在熱室進行

放射性核素究竟有什么用途呢?以鐳為例，它在衰變的過程中會釋放出α射線和γ射線，同時產生一種名為氡的放射性氣體。α射線和γ射線對細菌、細胞具有殺傷作用，所以在臨床醫學上被用來治療癌癥。此外，在探測石油資源的過程中，技術人員使用鐳鈹混合劑來作為中子放射源。

另外，人們聽到最多的放射性核素可能是鈾和钚，這兩種物質是制造核武器的原料。它們通過核裂變反應釋放出大量的能量，同時也釋放出高強度的輻射，投于長崎市的原子彈，就使用了钚制作內核部分。

隨著認識的深入，人類對放射性核素的防范意識也不斷提升，并慢慢建立起相應的防護體系?，F在對強放射性核素的處理都是在防范措施到位的熱室進行。熱室是將放射性核素封閉包裹的特殊設施，可防止射線穿透或泄漏出來對人造成傷害。

2015年，我國首座動力堆燃料后處理研發設施熱室正式啟用，其墻體厚達1.1米，安裝了7層厚的鉛玻璃窺視窗。之所以選擇鉛玻璃，因為鉛能屏蔽射線。此外，操作必須在密閉、負壓同時保持通風的環境下進行。

與傳統煙囪不同，熱室的煙囪并不冒煙，因為核反應不像普通燃燒那樣發生化學反應，而是依靠原子質量虧損釋放能量，因此不會排放二氧化碳，二氧化硫及氮氧化物。經過多重過濾，熱室內的排風系統會吸附熱室空氣中的放射性核素，在達到嚴格排放標準后，氣體才被允許通過煙囪排放出去。

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