浩克養成計劃：原子的放射性從何而來？【科學3分鐘】

你想成爲Hulk嗎? 當然我並不是讓你變成跟他一個顏色 成爲Hulk的先決條件是短時間內結束大量的輻射 先彆着急 我不懷疑你的牙口 先聽撒加說說放射性元素 爲什麼具有放射性 1896年法國科學家亨利·貝克勒爾 在研究靈光材料時發現了放射性 他認爲X射線碰撞陰極射線管後發出的光和靈光有關 他將照片底片卷在黑色的紙張內 上面放置許多不同的靈光材料 一直到用油鹽石底片纔有影像 即使底片被黑色的紙張遮住 底片仍有黑色的感光影像 這種射線被稱爲貝克勒爾射線 後來很快就發現上述的感光和靈光無關 因爲使用非靈光材料的油鹽甚至油金屬也會有一樣的效果 因此推斷有一種不可見的輻射可以穿過黑色紙張 使底片感光而變黑 放射性就此發現 放射性的發現打開了又一扇科學的大門 可是爲什麼原子有的有放射性有的卻沒有 以前我們認爲原子敘述大於83的元素纔有放射性 可是隨着研究的深入 原子敘述小於83的元素也具有放射性 像是43號元素德 氫的同位素甚至我們一直認爲的穩定元素B209 在2003年也被證實存在α衰變 元素的放射性似乎成了共性而不是某些元素的特性 原子核是由質子和中子組成的 質子帶正電 中子不帶電 在電荷間同型電荷相排斥 所以質子間存在很強的斥力 如果沒有別的粒子存在 我們的世界應該只有氫 但是宇宙間存在一個很強的基本作用力 強相互作用 強相互作用的存在使得各種各樣的元素形成 可是這時有一個問題 強相互作用的強度是小於電磁相互作用的 這就是說 強相互作用是不足以把兩個質子連在一起 還有中子 中子不帶電 但是可以提供強相互作用 這樣原子核基本就可以捏成一團了 但是還不夠穩定 嚴格上說 當質子數和中子數之比在1比1時和相對穩定 像是被用作反應堆減速劑的重水 所組成的元素重輕破壞之類的 但是老祖宗教導我們 物極必反 中子多了也不是什麼好事 過多的中子就像不滿意分家產的孩子 家產分配不夠 不滿意的孩子就夫妻跑了 跑掉的中子就變成了自由中子 而自由中子不穩定 會在1分42秒內衰變 這就是元素普遍存在放射性同位素的原因 隨着原子敘述的增大 電磁力也越來越強 強相互作用就越難束縛住核子 孩子長大了就越來越不好管 放射性也就很常見了 元素也是個視力眼 它就瞧不起單身狗 在原子核內 質子和中子傾向於成對出現 所以偶數敘述的原子 比基數敘述的原子更穩定 研究顯示當核子數爲 2 8 14 20 28 34 50 82 126時 原子核最穩定 這叫做幻數 像是千存在質子數82 中子數126 這就是雙幻數 是相當穩定的元素 但是質子數和中子數都是120的元素 還未發現 如果最後找到了這個元素 那麼它也應該是一個很穩定的元素 最小的雙幻數原子核是氦核 所以一些不穩定的原子發生衰變 就會輻射出這種穩定的元素 這就是α衰變的由來 現在你有明確的目標變綠了吧 不對 我的意思是變成浩克 但是我要奉勸你一句 不管是口服還是外用 如果你受到全身劑量爲一吸服 可能不會有什麼感覺 你的身體會修復大部分傷害 不會讓你得病 如果受到兩吸服的打擊 你就會生病 這種病叫做輻射中毒或輻射病 你的頭髮會脫落 會感到噁心疲倦 噁心的部分的原因是 你的生理系統 正在煩惱地修復輻射的傷害 佔用了其他生理系統的能量 當劑量超過兩吸服 你可能會死 超過三吸服時 你暴露在輻射下的死亡幾率 會超過50% 除非你得到輸血 或其他強化治療 因爲這個理由 三吸服也是半數致死量 暴露在十吸服的輻射下 幾個小時內會讓你失去活動能力 在如此高的輻射水平下 醫療手段就無能爲力了 所以你還是拿上枕頭 做夢去變綠吧 我是喵教授 我們下期見