核辐射是指不稳定核通过发射高能粒子而变得更加稳定的过程。这三种核辐射是指α、β和γ辐射。为了变得稳定，原子核可以发射α粒子（氦原子核）或β粒子（电子或正电子）。通常，这样失去一个粒子会使原子核处于激发态。然后，原子核以伽马射线光子的形式释放多余的能量。

介绍

物质最终是由原子组成的。原子依次由质子、中子和电子组成。质子带正电荷，电子带负电荷。中子不带电。质子和中子位于原子核内，质子和中子统称为核子。电子是在原子核周围的一个区域发现的，这个区域比原子核本身大得多。在中性原子中，质子的数目等于电子的数目。在中性原子中，正负电荷相互抵消，产生零净电荷。

Structure of an Atom – Nucle*** are found in the central region. In the gray region, the electron may be found.

质子、中子和电子的性质

注意，中子比质子稍重。

• 离子是失去或获得电子的原子或原子群，使它们具有净正电荷或负电荷。每个元素都是由具有相同数量质子的原子组成。质子的数量决定了原子的类型。例如，氦原子有两个原子 质子和金原子有79个质子。
• 一种元素的同位素是指具有相同数量质子，但不同数量中子的原子。例如：质子、氘和氚都是氢的同位素。它们每个都有一个质子。然而，质子没有中子。氘有一个中子，氚有两个。
• 原子序数（质子数）（）： 原子核中质子的数目。
• 中子数：原子核中的中子数。
• 核子数（）：原子核中核子（质子+中子）的数目。

原子核表示法

同位素的原子核通常以以下形式表示：

例如，氢的同位素protium、氘和氚用以下符号表示：

,  ,  .

有时，质子数也被发射出来，只写符号和核子数。例如。，

,  ,  .

没有明确显示质子数没有问题，因为质子数决定了元素（符号）。有时，一个给定的同位素可能与元素名称和核子数有关，例如铀-238。

统一原子质量

Unified atomic mass () is defined as the mass of a carbon-12 atom.  .

三种类型的核辐射

α-β和γ辐射

如前所述，三种类型的核辐射是α、β和γ辐射。在α辐射中，一个原子核通过发射两个质子和两个中子（氦原子核）而变得更加稳定。β辐射有三种类型：β负辐射、β正辐射和电子俘获辐射。在β-负辐射中，中子能把自己转变成质子，在这个过程中释放出一个电子和一个电子反中微子。在β+辐射中，质子能将自身转化为中子，发出正电子和电子反中微子。在电子俘获中，原子核中的质子俘获原子中的一个电子，将自己转变成中子，并在这个过程中释放出一个电子中微子。伽马辐射是指处于激发态的原子核发射伽马射线光子，以使它们去激发。

什么是α辐射(alpha radiation)？

In alpha radiation, an unstable nucleus emits an alpha particle, or a helium nucleus (that is, 2 prot*** and 2 neutr***), to become a more stable nucleus. An alpha particle can be denoted as  or  .

例如，钋-212原子核经历α衰变成为铅-208的原子核：

当以这种形式写下核衰变时，左边的核子总数必须等于右边的核子总数。另外，左边的质子总数必须等于右边的质子总数。例如，在上述等式中，212=208+4和84=82+2。

因此，由α衰变产生的子核比母核少两个质子和四个核子。

一般来说，对于α衰变，我们可以这样写：

在α衰变过程中发射的α粒子具有特定的能量，这是由母核和子核的质量差决定的。

例1

写出镅-241的α衰变方程。

镅的原子序数是95。在α衰变过程中，镅原子核会发射一个α粒子。产生的新核（“子核”）将减少两个质子和四个核子。i、 它应该有一个原子序数93和一个核子序数237。原子序数93是指一个镎原子。所以，我们写，

什么是β辐射(beta radiation)？

在β辐射中，一个原子核通过发射一个电子或正电子而衰变（正电子是电子的反粒子，质量相同，但电荷相反）。原子核不含电子或正电子；所以，首先质子或中子需要转化，我们将在下面看到。当一个电子或正电子被释放时，为了保持轻子数，一个电子中微子或一个电子反中微子也被释放。β粒子（指电子或正电子）在给定的衰变过程中的能量可能会有一系列的值，这取决于衰变过程中释放的能量有多少给了中微子/反中微子。根据所涉及的机制，有三种类型的β辐射：β-负，β-正和电子俘获。

什么是β负辐射(beta minus radiation)？

A beta minus () particle is an electron. In beta minus decay, a neutron decays into a proton, an electron and an electron antineutrino:

当电子和电子反中微子发射时，质子留在原子核中。β-负过程可概括为：

例如，gold-202通过β-负发射衰变：

什么是β+辐射(beta plus radiation)？

A beta plus () particle is a positron. In beta plus decay, a proton is transformed into a neutron, a positron and a neutrino:

当正电子和电子中微子发射时，中子留在原子核中。β-负过程可概括为：

例如，磷-30原子核可以经历β+衰变：

什么是电子俘获(electron capture)？

在电子俘获中，原子核中的质子“俘获”原子的一个电子，产生一个中子和一个电子中微子：

电子中微子被发射出来。电子俘获过程可概括为：

例如，镍-59显示β+衰变，如下所示：

什么是伽马辐射(gamma radiation)？

在经历α衰变或β衰变后，原子核通常处于激发能状态。然后这些原子核通过发射一个伽马光子并失去多余的能量而使自己去激发。在这个过程中质子和中子的数量没有变化。伽马辐射通常采取以下形式：

星号代表处于激发态的原子核。

例如，钴-60可以通过β衰变变成镍-60。所形成的镍核处于激发状态，并发射伽马射线光子，使其失去激发：

伽马射线发射的光子也有特定的能量，这取决于原子核的特定能量状态。

α-β和γ辐射的性质

相比之下，α粒子具有最高的质量和电荷。与β和γ粒子相比，它们的移动速度也很慢。这意味着当它们在物质中旅行时，它们能够更容易地从与之接触的物质粒子上剥离电子。因此，它们具有最高的电离能力。

然而，因为它们最容易引起电离，它们的能量损失也最快。通常情况下，α粒子只能在空气中穿过几厘米，然后它们就会因电离空气粒子而失去所有能量。α粒子也不能穿透人体皮肤，因此只要它们留在体外，就不会造成任何伤害。然而，如果一种放射α粒子的放射性物质被摄入体内，由于其极强的电离能力，会造成很大的损害。

相比之下，β粒子（电子/正电子）更轻，并且可以更快地移动。它们的电荷也只有α粒子的一半。这意味着它们的电离能力比α粒子要小。事实上，β粒子可以被几毫米厚的铝板阻止。

伽马辐射发出的光子是不带电的，而且是“无质量的”。当它们通过一种材料时，它们能给构成材料的电子提供能量，并引起电离。然而，与α和β相比，它们的电离能力要小得多。另一方面，这意味着它们穿透材料的能力要大得多。几厘米厚的铅块可以降低伽马辐射的强度，但即使这样也不足以完全阻止辐射。

下表比较了α、β和γ辐射的一些性质

参考文献：

粒子数据组(2013). 物理常数。2015年7月24日检索自粒子数据组：http://pdg.lbl.gov/2014/reviews/rpp2014-rev-phys-c***tants.pdf