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為什麼造原子彈的鈾球,勞工能用車床車!濃度那麼高沒有輻射嗎?

作者:每天科普的小紅

導語

為什麼造原子彈的鈾球,勞工能用車床車!濃度那麼高沒有輻射嗎?

“明明是濃縮鈾,為什麼勞工還能用車床車這個鈾球,不擔心輻射嗎?”

一位勞工說:“不擔心,濃縮鈾就放射個α粒子,這個放射性能被紙擋住。”

聽到濃縮鈾隻會放射α粒子,而且能被紙擋住後,人們的疑惑又變成了:“這麼濃的放射性元素怎麼能不輻射人?”

一、放射性不僅限于重元素。

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元素的同位素中,如果包含放射性,一般都是較重的同位素,比如氫的同位素中,氘和氚都是同位素中放射性元素。

氚的放射性是由于它的質子數導緻的,氚的質子數為1,是以氚在核子處于不穩定狀态,進而導緻它變得放射性。

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氚在衰變過程中會半衰期會很長,為12.3年,而且氚的衰變隻會釋放β粒子和電子中子,是以氚的放射性較弱,不容易對人體産生危害。

與氚的放射性相比,氚更加危險的是氘,因為氘會放射高能的α粒子,是以氘的放射性較強,而且氘的半衰期隻有12.3年,是以在使用重水作為實驗材料時,必須要做好防護措施。

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二、原子核衰變。

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原子核的衰變是指原子核自發地發生變化,進而産生一個新的原子核的過程。

衰變不僅會産生一個新的原子核,還會釋放輻射,輻射是指物質向外傳播的能量。

輻射有許多種,包括熱輻射、光輻射,但是這些都是非離子能量,它們對人體的傷害不大。

而放射性元素放射出來的輻射是離子輻射,由于它們的能量非常大,是以它們對人體的傷害很大,能夠導緻人體細胞的突變、喪失活力甚至死亡。

原子核衰變産生的輻射主要有三種:α粒子、β粒子和γ射線。

α粒子是由原子核組成的,它的電荷為+2,是以它的穿透力很弱,能夠被紙和皮膚擋住。

由于它的電荷較大,是以它在穿透物質的過程中,會與物質中的電子碰撞,進而導緻被碰撞物質以及α粒子的電子數目改變,是以α粒子在穿透物質的過程中,能夠導緻物質電荷數目改變。

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β粒子是由原子核中的中子衰變為質子,進而産生的高速電子,由于它是由電子組成,是以它的電荷和質子的電荷相同,也是+1,是以它的穿透力很強,能夠穿透皮膚和衣物,是以在使用β放射性元素時,必須要做好防護措施。

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γ射線是原子核的能級躍遷産生,是以它是物質發射出來的能量,它不攜帶電荷,是以它的穿透力最強,能夠穿透絕大多數物質,對人體産生危害。

γ射線能夠穿透人體的皮膚,對人體内的細胞和DNA産生損傷,導緻細胞死亡、DNA斷裂、細胞癌等疾病,對人體的危害最大,是以在使用放射性元素時,必須要防止γ射線的産生。

三、鈾球的輻射能被紙擋住嗎?

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對于濃縮鈾而言,鈾-235的半衰期很長,為7.04億年,是以鈾-235的衰變産物的高速電子流很少,是以在使用鈾時,隻要做好防護措施,就可以有效地避免受到鈾元素的輻射。

如果有人使用普通車床車鈾球,那麼鈾球中的放射性元素鈾-235就會衰變,衰變的過程如下:鈾-235的原子核内的中子衰變為質子,同時釋放出一個高速的電子。

這個高速的電子就是β粒子,它能夠穿透鈾球外的一層皮膚,進而對人體産生危害,是以勞工在使用鈾球的時候,一般都會做好防護措施,防止鈾球産生輻射。

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然而對于β粒子而言,能夠阻擋它的材料隻有鋁片和鐵片,是以紙張并不能擋住放射性元素的輻射,隻能擋住α粒子的輻射。

是以勞工說“鈾球的輻射能被紙擋住”是不正确的,鈾的輻射隻能被鋁和鐵片擋住,是以如果想要阻擋放射性元素的輻射,必須要使用鋁片或者鐵片,紙片是沒有作用的。

四、如何殺菌。

在日常生活中,人們還會利用放射性元素來殺菌,首先是使用紫外線殺菌。

紫外線殺菌就是利用紫外線的輻射能力,對細菌、病毒等微生物進行殺滅,進而達到殺菌的目的。

紫外線的波長長短分為三種:UVA波長為320-400nm,UVB波長為280-320nm,UVC波長為200-280nm。

其中UVC波長的紫外線能量最大,能夠直接殺死細菌、病毒等微生物,而UVA和UVB波長的紫外線在殺滅細菌、病毒的過程中,隻會對細菌、病毒的DNA産生損傷,進而使其失去活性,無法再進行繁殖和生長。

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人們還會使用放射性同位素進行殺菌,這種方法主要是使用钴-60同位素,它的半衰期為5.3年,很短,是以它的輻射性很強,對細菌、病毒等有很強的殺滅能力。

但是钴-60的半衰期太短,無法滿足人們的需求,是以一般會使用钴-60的衰變産物钴-60,钴-60的半衰期為5.3年,是以它的輻射性不如钴-60強,但是它的半衰期也不短,是以在進行殺菌的時候,能夠滿足需求。

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五、結語

人們在使用放射性元素的過程中,一定要做好防護措施,隻有這樣,才能夠更好地利用放射性元素,為人們的生活和科學研究提供幫助。