核辐射有几种不同的应用，在本文中，我们将介绍核辐射的几种用途。特别是，我们将研究放射性碳年代测定和放射性同位素在医学中的应用。

放射性定年

放射性碳年代测定法是由威拉德·利比（Willard Libby）在20世纪40年代末发明的一种测定死亡有机物年龄的方法。为此，他在1960年获得了诺贝尔化学奖。这种方法利用碳-14的衰变来确定构成这种物质的有机体何时死亡。

在高层大气中，宇宙射线与各种分子相互作用，从而产生许多中子。这些中子依次与氮气原子反应，在以下反应中产生不稳定同位素碳-14：

碳-14是一种不稳定的碳同位素。它经历β-负衰变，再次产生氮-14：

上述工艺的半衰期为5730年。

大气中碳-14和碳-12的比例保持不变。大气中的碳14最终形成二氧化碳分子。由于生物不断吸收碳，因此它们体内碳-14与碳-12的比例与大气中碳-14与碳-12的比例相同。

当生物死亡时，它们停止吸收碳。它们体内的碳-14现在继续腐烂，不再补充。因此，在一个曾经存活的有机体死后，体内碳-14与碳-12的比例继续减少。

既然我们知道一个活的有机体中碳的半衰期和碳-14与碳-12的比值，如果我们能测量一具尸体中碳-14衰变的活性，我们就可以计算出这个有机体已经死亡了多长时间。这项技术可以用来发现什么时候用活的材料制成的任何东西，包括木材和织物。

放射性碳年代测定的著名案例包括Ö“冰人之子”（约5000年前埋葬的死者遗骸）、“都灵裹尸布”和死海卷轴。

放射性碳年代测定并不完美。多年来，大气中二氧化碳的组成略有变化。此外，碳年代测定可能不准确时，试图日期的东西是超过40000年。这是因为碳-14所占的比例太低，无法获得准确的活性读数。

钾-40测年

为了寻找更古老物体的年龄，可以利用钾-40到氩-40的衰变。β+衰变过程：

半衰期约为1.25×109年。因此，这比碳定年更适合确定更古老物体的年龄（例如，找出岩石形成的时间）。

例子

样品的活性Ö冰人被测量为每克0.13 Bq。假设活组织的活度约为每克0.23Bq，那么我们来看看Ö冰人子还活着。

First we will find the decay c***tant: .

Then,  .

从双方的角度来看，我们有，

.

Then,  .

核辐射在医学中的应用

核辐射在医学上有许多不同的用途，包括诊断和治疗。

Meta-stable tachnitium-99 is an isotope of Technitium ( ) which is produced during the  decay of Molybdenum-99 ( ). The nucleus of  formed is in an excited state, and it decays by emitting a  ray. The  decay of meta-stable technitium-99 has a half life of about 6 hours, which is much longer than half-lives of typical  decays. This is ideal, since it takes some time for the body cells to absorb any material injected. The injected  is taken up by cancerous cells (they do not enter healthy cells), where they undergo decay. Using a gamma camera, the position of cancerous cells could be detected.

碘-131是一种不稳定的同位素，用于破坏甲状腺中的癌细胞。

Positron-Electron Tomography (PET) scanning also makes use of nuclear radiation. Here,  molecules containing atoms that undergo  decay is introduced into the body. The  particles are positr*** ( ) and they annihilate when they come into contact with electr*** ( ). The annihilation produces a pair of  phot***, which can  then be detected.

One of the Uses of Nuclear Radiation – A PET Scan

References:

Angelo Jr., J. A. (2004). Nuclear Technology. Westport: Greenwood Press.

Image Courtesy:

PET Scan Image originally by Akira Kouchiyama, [CC BY-SA 3.0]