历史

  1907年居里夫妇及他们在巴黎的实验室

放射性是由法国科学家亨利·贝可勒尔在1896年研究磷光材料时发现 ，磷光材料在暴露在日光下后，在黑暗中会发光，他认为X射线碰撞阴极射线管后发出的光和磷光有关。他将照片底片卷在黑色纸张内．上面放置许多不同的磷光材料，一直到用铀盐时底片才有影像，即使底片被黑色纸张挡住内．底片仍有黑色的感光图像。这种辐射被称为“贝可勒尔射线”。

后来很快就发现上述的感光和磷光无关．因为使用非磷光材料的铀盐甚至铀金属，也会有一样的效果。因此推断有一种不可见的辐射可以穿过黑色纸张，使底片感光而变黑。

一开始大家认为这种辐射类似刚发现的X光。像贝可勒尔、欧内斯特·卢瑟福、 保罗·维拉尔 （ 英语 ： Paul Villard ） 、皮埃尔·居里、玛丽·居里等人的研究发现这种辐射比X光复杂。卢瑟福是第一个发现其衰变方式都依循着指数形式衰减。卢瑟福和他的学生弗雷德里克·索迪最早发现许多的衰变会造成核嬗变，会使原子变成另一种原子。 索迪-法扬斯放射位移定律 （ 英语 ： radioactive displacement law of Fajans and Soddy ） 可以描述α衰变及β衰变的产物。

早期的研究者也发现除了铀之外，许多其他的化学元素也有放射性同位素。皮埃尔·居里、玛丽·居里的系统化研究也让他们分离出两种新元素，分别是钋和镭，镭一方面具有放射性，而且化学性质类似钡，增加了分离的难度，居里夫人也因分离了这二种元素而获得诺贝尔化学奖 。

放射性单位

  放射性和侦测到电离辐射之间的关系

国际单位制（SI制）的放射性活度单位为贝可勒尔（Bq），得名自科学家亨利·贝克勒，1贝可勒尔定义为一秒有一个原子衰变。

较早期放射性活度的单位为居里（Ci），定义为其一克的镭226放射性活度。现在一居里定义为每杪 3.7 × 10 个原子衰变，因此1居里(Ci) = 3.7 × 10 Bq 。在放射保护的应用上，美国核能管理委员会允许使用居里及国际单位制单位 ，但欧盟的 欧洲测量单位指令 （ 英语 ： European units of measurement directives ） 要求在公共卫生方面，自1985年12月31日起不能使用居里单位 。

衰变

放射性衰变通常都有一定的周期，并且一般不因物理或化学环境而改变，这也就是放射性可用于确定年代的原因。由于一个原子的衰变是自然地发生，即不能预知何时会发生，因此会以概率来表示。假设每颗原子衰变的概率大致相同，例如半衰期为一小时的原子，一小时后其未衰变的原子会剩下原来的二分之一，两小时后会是四分之一，三小时后会是八分之一。

原子的某些衰变会产生出另一种元素，并会放出α粒子、β粒子或中微子，在发生衰变后，该原子也会释出伽马射线。衰变后的实物粒子静止质量的总合会少于衰变前实物粒子静止质量的总和，根据质能方程，能量可以表现出质量。当物体的能量增加E，其质量则增加E/C²，当物体的能量减少E，其质量也减少E/C²，如果一个原子核衰变后放出实物粒子，假设该原子核在衰变前相对于某一惯性参照物静止，衰变后的新原子核和所放出的实物粒子相对于该惯性参照物运动，即对于该惯性参照物而言，新原子核和所放出的实物粒子具有动能，当新原子核或所放出的实物粒子与其他粒子发生碰撞，它便会失去能量。因此，衰变前和衰变后质量和能量都是守恒的，粒子的静止质量则不守恒。如果该原子核放出光子，同样的，光子也具有质量，但没有静止质量。通常衰变所产生的产物多也是带放射性，因此会有一连串的衰变过程，直至该原子衰变至一稳定的同位素。

发生核衰变的放射性元素有的是在自然界现的天然放射性同位素，如碳14，但其衰变只会经过一次β衰变转为氮14原子，并不会一连串地发生。也有很多是经过粒子对撞等方法人工制造的元素。

衰变类型

放射性原子核能以许多不同的形式进行衰变以使自身达到更稳定的状态。下表中总结了主要的几种衰变类型。一个质量数为 A 、原子序数为 Z 的原子核在表中描述为（ A , Z ），“子核”一栏以这种描述方式指出母核衰变后产生的子核与母核的不同。例如，（ A − 1， Z + 1）意为“子核质量数比母核少1（少一个核子），而原子序数比母核多1（多一个质子）”。

天然辐射的来源

宇宙射线：初级宇宙射线是宇宙空间射到地球大气层的高能辐射，主要成分为质子（83～89%）、α粒子（10～15%）、原子序Z≥3的轻核和高能电子（1～2%），这种射线能量可达10 MeV以上。次级宇宙射线是初级射线进入大气层后与空气中的原子核相互碰撞，引发一系列其他粒子，这些粒子自身转变或与周围物质发生作用；在海平面上观察的初级射线由介子（约70%）、核子、电子组成。

天然放射性核素：多数在地球起源时就存在于地壳中，经长久的地质年代，母、子体之间达到平衡，建立放射性核素系列，铀系（ U为母体）、锕系（ U为母体）、钍系（ Th为母体），这些母体有极长的半衰期，系列中含有放射性气体Rn核素，末端都是稳定的Pb核素。

自然界中单独存在的核素：约有20种，如存在于人体中的 K，有极长的半衰期，最长者为 Bi，大于2×10 ，而 K是最短的；另一个特点是强度极弱。

人工辐射的用途

  α粒子的穿透力最小，一张纸可挡住。β粒子可由铝屏蔽。伽玛射线穿透力强，必须使用实质性的障碍，例如一层非常厚的铅，但仍然未能完全阻挡 。

医学 ：X光检查、癌症化疗

矿业 ：放射性选矿

工业 ：核能发电、探测焊接点和金属铸件的裂缝、工业生产线上的自动品质控制系统、量度电镀薄膜的厚度、消除静电

农业 ：知道肥料的吸收及流失

考古 ：鉴定古物所属的年代（放射性定年法）

其他 ：大气核试爆、夜光手表、烟火感应器、萤光指示牌、艺术品

放射性核素的起源

地球上放射性的 原始核素 （ 英语 ： primordial nuclide ） 是在太阳系形成前，超新星核合成时的爆炸残留物。这些核素是半衰期长的核素，在恒星吸积时留在星云中直到现在，自然界在岩石中．半衰期短的 放射生成核素 （ 英语 ： radiogenic radionuclide ） 是由这些原始核素衰变而成。 宇宙射线核素 （ 英语 ： Cosmogenic nuclide ） 也会造成自然界中少量的放射性核素。这些地幔及地壳岩石中核素的衰变对 地球内部的热量平衡 （ 英语 ： Earth"s internal heat budget ） 有显著的贡献。

相关的警告标志

三叶形符号警告有电离辐射

2007 针对IAEA1-3级的ISO辐射危险符号，可能会造成死亡或严重伤害的放射源

辐射物质的危险物质运送标志（II 级黄放射性物质）

参见

核裂变

核聚变

核能

伽马射线

人工合成元素

背景辐射

切尔诺贝利核事故

衰变链

半衰期

核放射事故列表 （ 英语 ： Lists of nuclear disasters and radioactive incidents ）

核工程

核医学

原子核物理学

核子动力

泊松过程

辐射

放射线疗法

放射性污染

放射性定年法

放射性同位素

希沃特积分

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