什么是放射性元素主要放射性元素一览

2017-05-05

什么是放射性元素

放射性元素(确切地说应为放射性核素)是能够自发地从不稳定的原子核内部放出粒子或射线(如α射线、β射线、γ射线等)，同时释放出能量，最终衰变形成稳定的元素而停止放射的元素。这种性质称为放射性，这一过程叫做放射性衰变。含有放射性元素(如U、Th、Ra等)的矿物叫做放射性矿物。

放射性元素衰变过程

不论是东方还是西方，都有一大批人在追求“点石成金”之术，他们妄想把一些普通的矿石变成黄金。当然，这些炼金术之士的希望都破灭了，因为他们不知道一种物质变成另一种物质的根本在于原子核的变化。不过，类似于“点石成金”的事情一直就在自然界中进行着，这就是伴随着天然放射现象发生的“衰变”。

原子核的衰变

原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中[1] 的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称之为原子核的衰变。铀-238放出一个α粒子后，核的质量数减少4，电荷数减少2，称为新核。这个新核就是钍-234核。这种衰变叫做α衰变。这个过程可以用下面的衰变方程表示：23892U→23490Th+42He。在这个衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和;衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。

大量观察表明，原子核衰变时电荷数和质量数守恒。在α粒子中，新核的质量数于原来的新核的质量数有什么关系?相对于原来的核在周期表中的位置，23892U在α衰变时产生的23490Th也具有放射性，它能放出一个β粒子而变为23491Pa(镤)。由于电子的质量比核子的质量小得多，因此，我们可以认为电子的质量为零、电荷数为-1、可以把电子表示为0-1e。这样，原子核放出一个电子后，因为其衰变前后电荷数和质量数都守恒，新核的质量数不会改变但其电荷数应增加1。其衰变方程为：23490Th→23491Pa+0-1e。放出β粒子的衰变叫做β衰变。β衰变的实质在于核内的中子数(10n)转化为了一个质子和一个电子。其转化方程为10n→11H+0-1e，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子;与此同时，新核少了一个中子，却增加了一个质子。所以，新核质量数不变，而电荷数增加1。2个中子和2个质子能十分紧密地结合在一起，因此在一定的条件下他们会作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来，于是，放射性元素就发生了α衰变。

原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是不连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此也存在着能级，同样是能级越低越稳定。放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时，往往蕴藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，能量以γ光子的形式辐射出来。因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时就会伴随着γ辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β和γ三种射线。

半衰期

放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。例如，氡-222经过α衰变为钋-218，如果隔一段时间测量一次氡的数量级就会发现，每过3.8天就有一半的氡发生衰变。也就是说，经过第一个3.8天，剩下一半的氡，经过第二个3.8天，剩有1/4的氡;再经过3.8天，剩有1/8的氡(图19.2-3)......因此，我们可以用半衰期来表示放射性元素衰变的快慢。放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。例如，氡-222衰变为钋-218的时间为3.8天，镭-226衰变为氡-222的时间为1620年，铀-238衰变为钍-234的半衰期竟长达45亿年。衰变是微观世界里原子核的行为，而微观世界规律的特征之一在于“单个的微观世界是不可预测的”，即对于一个特定的氡原子，我们只知道它发生衰变的概率，而不知道它将何时发生衰变。一个特定的氡核可能在下1s就衰变，也可能在10min内发生衰变，也可能在200万年之后再衰变。然而，量子理论可以对大量原子核的行为做出统计预测。例如，对于大量氡核，可以准确地预言在1s后，10min后，或200万年后，各会剩下百分之几没有衰变。放射性元素的半衰期，描述的就是这样的统计规律。放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态核外部条件都没有关系。一种放射性元素，不管它是以单质的形式存在，还是与其他元素形成化合物，或者对它施加压力、提高温度，都不能改变它的半衰期。这是因为压力、温度与其他元素的化合等，都不会影响原子核的结构。

主要放射性元素一览

1.Cs (铯，cesium)

A soft, silvery-white ductile metal, liquid at room temperature, the most electropositive and alkaline of the elements, used in photoelectric cells and to catalyze hydrogenation of some organic compounds. Atomic number 55; atomic weight 132.905; melting point 28.5=C; boiling point 690=C; specific gravity 1.87; valence 1. 铯一种质地柔软的银白色韧性金属，室温时为液体，为最具正电性与碱性的元素，用作光电池和某些有机化合物氢化作用的催化剂。原子序数55;原子量132.905;熔点28.5=C;沸点=C;比重1.87;化合价1

2. Sr (锶，strontium)

A soft, silvery, easily oxidized metallic element that ignites spontaneously in air when finely divided. Strontium is used in pyrotechnic compounds and various alloys. Atomic number 38; atomic weight 87.62; melting point 769=C; boiling point 1,384=C; specific gravity 2.54; valence 2.

锶一种银色易氧化的软金属，被分割时能在空气中自燃。锶被用于烟火材料的复合物和各种合金。原子序数为38;原子量为87.62;熔点为769=C;沸点为1,384=C;比重为2.54;化合价为2

3. Ru(钌，ruthenium)

A hard white acid-resistant metallic element that is found in platinum ores and is used to harden platinum and palladium for jewelry and in alloys for nonmagnetic wear-resistant instrument pivots and electrical contacts. Atomic number 44; atomic weight 101.07; melting point 2,310=C; boiling point 3,900=C; specific gravity 12.41; valence 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8.

钌一种坚硬的白色抗酸金属元素，在铂矿中可找到它，用于加固铂和钯以制成宝石和化合成非磁性的抗磨损的工具枢纽和电接触器。原子序数44;原子量101.07;熔点2,310=C;沸点3,900=C;比重12.41;原子价0,1,2,3,4,5,6,7,8

4. I (碘， iodine)

A lustrous, grayish-black, corrosive, poisonous halogen element having radioactive isotopes, especially I 131, used as a medical tracer and in thyroid disease diagnosis and therapy. Iodine compounds are used as germicides, antiseptics, and dyes. Atomic number 53; atomic weight 126.9044; melting point 113.5=C; boiling point 184.35=C; specific gravity (solid, at 20=C) 4.93; valence 1, 3, 5, 7.

碘一种有光泽的，灰黑色，具有腐蚀性的，有毒的卤元素，有放射性同位素，特别是碘131，被用作医疗上的显迹物和诊断、医治甲状腺疾病。碘化合物被用作杀菌剂、抗感染剂和染料。原子序数53;原子重量126.9044;熔点113.5=C;沸点184.35=C;比重(固体，在20=C时)4.93;化合价1，3，5，7 See: element

A liquid containing iodine dissolved in ethyl alcohol, used as an antiseptic for wounds.

碘酊;碘酒溶于酒精的碘的一种液体，用作防止伤口感染的药剂

5. Co(钴，cobalt)

A hard, brittle metallic element, found associated with nickel, silver, lead, copper,and iron ores and resembling nickel and iron in appearance. It is used chiefly for magnetic alloys, high-temperature alloys, and in the form of its salts for blue glass and ceramic pigments. Atomic number 27; atomic weight 58.9332; melting point 1,495=C; boiling point 2,900=C; specific gravity 8.9; valence 2, 3.

钴一种硬而脆的金属元素，与镍、银、铅、铜和铁矿石一起存在，外表像镍和铁。它主要用于磁合金、高温合金、以盐的形式用于蓝色玻璃和陶瓷颜料。原子序数27;原子量58.9332;熔点1,495=C;沸点2,900=C;比重8.9;原子价2，3

6. Ba(钡，barium)

A soft, silvery-white alkaline-earth metal, used to deoxidize copper and in various alloys. Atomic number 56; atomic weight 137.34; melting point 725=C; boiling point 1,140=C; specific gravity 3.50; valence 2.

钡一种柔软，银白色的碱土金属，用来还原铜并用于各种合金。原子序数56;原子量137.34;熔点725=C;沸点1,140=C;比重3.50;化合价2

7. Ce(铈，cerium)

A lustrous, iron-gray, malleable metallic rare-earth element that occurs chiefly in the minerals monazite and bastnaesite, exists in four allotropic states, is a constituent of lighter flint alloys, and is used in various metallurgical and nuclear applications. Atomic number 58; atomic weight 140.12; melting point 795=C; boiling point 3,468=C; specific gravity 6.67 to 8.23; valence 3, 4.

铈一种有光泽、铁灰色、可延展的金属稀土元素，主要存在于独居石和氟碳铈矿中，以四种同素异形体存在，是轻燧石合金的成分，在冶金和核能工业上有多种应用。原子序数58;原子量140.12;熔点795=C;沸点3,468=C;比重6.67至8.23;比重6.67-8.23;化合价3,4

See: element

8. U(铀，uranium)

A heavy silvery-white metallic element, radioactive and toxic, easily oxidized, and having 14 known isotopes of which U 238 is the most abundant in nature. The element occurs in several minerals, including uraninite and carnotite, from which it is extracted and processed for use in research, nuclear fuels, and nuclear weapons. Atomic number 92; atomic weight 238.03; melting point 1,132=C; boiling point 3,818=C; specific gravity 18.95; valence 2, 3, 4, 5, 6.

铀银白色的重金属元素，有放射性并且有毒，容易被氧化。已知有14个同位素，其中U238是自然界含量最多的。这种元素存在如沥青铀矿和钒钾铀矿等几种矿中，并从中提炼和加工，主要用于研究，核燃料和核武器。原子序数为92;原子量为238.03;熔点为1,132=C;沸点3,818=C;比重18.95;化合价2，3，4，5，6

9. Pu(钚，plutonium)

A naturally radioactive, silvery, metallic transuranic element, occurring in uranium ores and produced artificially by neutron bombardment of uranium. Its longest-lived isotope is Pu 244 with a half-life of 76 million years. It is a radiological poison, specifically absorbed by bone marrow, and is used, especially the highly fissionable isotope Pu 239, as a reactor fuel and in nuclear weapons. Atomic number 94; melting point 640=C; boiling point 3,235=C; specific gravity 19.84; valence 3, 4, 5, 6.

钚一种天然地放射性银色超铀金属元素，存在于铀矿中，对铀元素进行中子轰击而人工制成。其存在周期最长的同位素是半衰期为七千六百万年的钸244，它是一种核辐射毒素，特别是能被骨髓吸收。尤其是其极具可裂变性的同位素钸239，被用作一种核反应燃料并用在核武器中。原子序数94;熔点640=C;沸点3,235=C;比重19.84;化合价3, 4, 5, 6

10. Am(镅，americium)

A white metallic transuranic element of the actinide series, having isotopes with mass numbers from 237 to 246 and half-lives from 25 minutes to 7,950 years. Its longest-lived isotopes, Am 241 and Am 243, are alpha-ray emitters used as radiation sources in research. Atomic number 95; specific gravity 11.7; valence 3, 4, 5, 6.

镅锕系元素中的一种白色超铀金属元素，其同位素原子序数是从237到246，半衰期从25分钟到7,950年。其寿命最长的同位素镅241和镅243在研究中用作α射线辐射源。原子序数为95;比重11.7;原子价为3,4,5,6

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