首页 理论教育 在自然中有没有与人类活动无关的放射性

在自然中有没有与人类活动无关的放射性

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:因为它是由自然里的放射性元素决定的。这个单位就是“贝克勒尔”,简称“贝克”。它的定义再简单不过了:在一群原子中,如果每秒钟有1个原子衰变,这一活动就是1贝克。鉴于我们刚刚所说的,那么人体的放射活动就是10000贝克。其他例子:每升牛奶的放射活动是80贝克,每升海水的放射活动是10贝克,每千克花岗岩的放射活动是1000贝克。

正如其他事物一样,我们不用在放射性方面自找麻烦:所谓“天然的”(naturelle)放射性是我们在“自然”(la nature)中遇到的,而不是人类将它引入自己的环境中的。所以即使人类从来就没有踏足地球,放射性也不会有改变。这一天然放射性有多个不同的来源。

一部分天然放射性由宇宙辐射产生:我们头顶上的空间有来自太阳的极高能量的粒子通过,也有少量高能粒子来自我们的星系,甚至更远的地方。当这些粒子中的一部分遇到了在地球大气层高处的一些原子的时候,就会引起各种核反应[5]。这种连续不停的撞击在我们的上方产生了一种不可见的雨,由一些运动非常快的物质粒子组成:电子、质子、中子、许多其他以“子”结尾的小物体,例如“μ子”或“介子”这些粒子,以及原子核。宇宙辐射的强度根据地区纬度不同而变化:它在两极强而在赤道弱,这是因为地球周围磁场的作用。辐射强度也会根据海拔而变化(海拔越高大气层的屏障作用越弱):每上升1500米,辐射强度的数值就会翻倍。

另一部分天然放射性来自地球本身,因为土地和岩石中包含的某些放射性元素,主要是钍232,铀238,以及相对较少的铀235。这些元素的放射性使地球的地壳变热。在地球上广泛分布且对于生命非常重要的钾,同样也为地球上的放射性做出了很大贡献,这是通过它的同位素之一钾40来进行的。除此之外,还要加上这些元素的所有“后裔”,也就是说由它们的衰变而产生的、同样带有放射性的原子核。这类元素总共有四十多种。

这种天然的放射性不能改变。放射性,就像从一条管道中流出的水:如果说一种材质具有非常强的放射性,那么它的输送量就是很大的;如果它的放射性很弱,那么输送量也小。但是却没有水龙头来控制这一输送量。因为它是由自然里的放射性元素决定的。事实上,只有一个方法可以减少放射性:让时间来解决一切。我们只需要等待,但是在某些情况下这个过程非常耗时:那些参与到地球辐射中的放射性元素减少的周期,以十亿年为单位计算……

另一部分的天然放射性来自我们喝的和吃的东西。水和食物包含着放射性元素的痕迹,当我们吃下或喝下它们的时候一部分放射性元素会被我们吸收。我们的身体本身也是有放射性的,因为它含有一些有放射性的元素,例如钾40和碳14。这些元素来自哪里呢?钾40是星系高温的残留物,星系高温在50亿年前产生了组成地球的物质。我们每个人体内都有一点钾40,主要是在骨头中。至于碳14,它是由宇宙射线在空气中诱发的核反应所产生的,这些宇宙射线促进氮向带放射性的碳衰变。而碳14,是以二氧化碳的形式出现的。二氧化碳通过我们与外界的气体交换而存在于我们的身体里,就像所有生物一样。最终,它以极小的尺寸渗入我们身体内的组织,这也使人体变得有放射性。一个重70千克的人的身体里,每秒发生着4000次衰变。如果再加上因为钾40而引起的放射性,那么结果就是,每个体重正常的人身体里每秒钟总共会进行约10000次衰变。

为了要进一步精确,物理学家当然采用了一个单位来测量放射性。这个单位就是“贝克勒尔”,简称“贝克”。它的定义再简单不过了:在一群原子中,如果每秒钟有1个原子衰变,这一活动就是1贝克。如果有2个原子衰变了,那么这个活动就是2贝克等等。当然,一个放射性原子只会衰变1次:在这一刻之前,它是带有放射性的原子,但是还没有衰变;之后,它就变成了另一个原子。

鉴于我们刚刚所说的,那么人体的放射活动就是10000贝克。其他例子:每升牛奶的放射活动是80贝克,每升海水的放射活动是10贝克,每千克花岗岩的放射活动是1000贝克。因为这一单位是位于原子层面的,所以其活动值通常表述为几千、几百万、几十亿或者成百上千亿贝克,这让不了解情况的公众并不是很容易接受。要记得,在一小块铅笔芯里,有不少于10万亿个碳原子……

今天我们知道,在整个宇宙历史的长河中,天然放射性在不同的形式下,在组成物质的过程中扮演了重要的角色。没有天然放射性,就不会有星辰,不会有太阳,也不会有地球上的生命。在今天,天然放射性渗入了整个宇宙,所以也渗入了我们地球的环境,无论是组成大气层的空气,地球的土壤,还是我们自己的身体,它们都是带有天然放射性的。天然放射性事实上存在于以下所有现象中:粒子组合的化合、解离、捕获或排出其他粒子。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈