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科普:ALPHA(阿尔法)射线的穿透距离及其危害(Star_zhang/原创)
发表日期:2019/7/22 22:05:00 出处:Star_zhang 作者:Star_zhang/原创 发布人:xzf22 已被访问 14

科普:ALPHA(阿尔法)射线的穿透距离及其危害(Star_zhang/原创)

核辐射,存在着三种射线:ALPHA(阿尔法)、BETA(贝塔)、GAMMA(伽玛)射线。人类接受的辐射有两个途径,称为内照射和外照射。ALPHA、BETA、GAMMA三种射线由于其特征不同,其穿透物质的能力也不同,他们对人体造成危害的方式不同。ALPHA粒子只有进入人体内部才会造成损伤,这就是内照射;GAMMA射线主要从人体外对人体造成损伤,这就是外照射;BETA射线既造成内照射,又造成外照射。

有人说,ALPHA粒子一张纸就能挡住,人体皮肤也能阻挡,安啦。为什么ALPHA粒子穿透距离如此不济呢?因为它的质量大,比BETA射线(电子)大8000倍。

ALPHA粒子就是氦原子核,其质量约为4GeV,其动能约为5MeV。显然其速度远小于光速。通过相对论能量公式 E^2 = p^2 + m^2, 我们可以算出其速度只有光速的20分之一。

一个带电粒子射入物体会与物体内的带电粒子发生同性相斥、异性相吸的电作用。假设射入粒子速度为V,那么这个粒子与物体内电荷的作用时间与V成反比。也就是说物体内电荷得到的冲量与V成反比。这个冲量也就是物体内电荷获得的动量。而它获得的动能则是动量的平方除以质量2M。简言之,入射粒子“碰撞”一次损失的动能与被撞粒子的质量成反比,与入射粒子速度平方成反比。

由此可见,速度越慢,单次相遇损失的能量越大。这个道理很简单,如果入射粒子太快,还来不及与物体内的电荷相互作用就飞过去了。另外可以看出,能量主要是损失给物体内的电子。入射粒子与原子核的电相互作用基本不损失能量(加上原子核很小,粒子与原子核近距作用的几率非常小)。

ALPHA粒子穿透距离短,正是因为其速度小,很快就把能量传递出去了。

但这并不是件什么好事。恰恰相反。放射对人体的危害往往是因为吸入放射物,然后放射物在体内衰变,射出各种射线。如果射出的是ALPHA粒子,则几乎全部能量都在短距离被吸收,导致细胞受到严重杀伤。这就像所谓“开花弹”一样,其穿透力不强正是其杀伤力所在。

  如何防护ALPHA射线?

  由于ALPHA粒子穿透能力最弱,一张白纸就能把它挡住,因此,对于ALPHA射线应注意内照射,其进入体内的主要途径是呼吸和进食时,其防护方法主要是:一防止吸入被污染的空气和食入被污染的食物;二防止伤口被污染。




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