一、核反應

衰變是原子核的自發變化，科學家更希望人工控制原子核的變化。當初盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，産生了氧的一種同位素——氧17和一個質子，即

這是人類第一次實現的原子核的人工轉變。不僅用α粒子，用質子、中子甚至用光子去轟擊一些原子核，都可以實現原子核的轉變，通過這種方式可以研究原子核的結構，還可以發現和制造新元素。

原子核在其他粒子的轟擊下産生新原子核的過程，稱為核反應（nuclear reaction）。與衰變過程一樣，在核反應中，質量數守恒、電荷數守恒。

二、放射性同位素及其應用

很多元素都存在一些具有放射性的同位素，它們被稱為放射性同位素。天然放射性同位素不過40多種，而今天通過核反應生成的人工放射性同位素已達1000多種，每種元素都有了自己的放射性同位素。豐富的放射性同位素資源在國民經濟和科學研究的各個領域中得到了廣泛的應用。

射線測厚儀工業部門可以使用放射性同位素發出的射線來測厚度。例如，軋鋼廠的熱軋機上可以安裝射線測厚儀（圖），

讓γ射線穿過鋼闆，儀器探測到的γ射線強度與鋼闆的厚度有關，軋出的鋼闆越厚，透過的射線越弱。因此，将射線測厚儀接收到的信号輸入計算機，就可以對鋼闆的厚度進行自動控制。

放射治療在醫療方面，患了癌症的病人可以接受钴60的放射治療（圖）。

為什麼射線能夠用于治療癌症呢？原來人體組織對射線的耐受能力是不同的，細胞分裂越快的組織，它對射線的耐受能力就越弱。像癌細胞那樣，不斷迅速繁殖的、無法控制的細胞組織，在射線照射下破壞得比健康細胞快。

培優、保鮮利用射線照射種子，會使種子的遺傳基因發生變異，經過篩選，可以培育出新品種。用γ射線照射食品可以殺死使食物腐敗的細菌，抑制蔬菜發芽，延長保存期（圖）。

示蹤原子一種放射性元素的原子核，跟這種元素其他同位素的原子核具有相同數量的質子，因此，核外電子的數量也相同。由此可知，一種元素的各種同位素都有相同的化學性質。這樣，我們可以用放射性同位素代替非放射性的同位素來制成各種化合物，這種化合物的原子跟通常的化合物一樣參與所有化學反應，但卻帶有“放射性标記”，可以用儀器探測出來。這種原子就是示蹤原子。

棉花在開花、結桃的時候需要較多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能被吸收。但是，什麼時候的吸收率最高、磷在作物内能存留多長時間、磷在作物體内的分布情況等，用通常的方法很難研究。如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花的葉面上，然後每隔一定時間用探測器測量棉株各部位的放射性強度，上面的問題就解決了。人體甲狀腺的工作需要碘，碘被吸收後聚集在甲狀腺内。如圖，

給人注射碘的放射性同位素碘131，在頸部底部的甲狀腺（紅色，部分被遮蔽），被放射性示蹤劑碘131高亮着色。定時用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強度，有助于診斷甲狀腺的疾病。

近年來，有關生物大分子的結構及其功能的研究，幾乎都要借助于示蹤原子。

輻射與安全

人類一直生活在放射性的環境中。例如，地球上的每個角落都有來自宇宙的射線，我們周圍的岩石，其中也有放射性物質。我們的食物和日常用品中，有的也具有放射性，例如，食鹽和有些水晶眼鏡片中含有鉀40，香煙中含有钋210，這些也是放射性同位素，不過它們輻射的強度都在安全劑量之内。

然而過量的射線對人體組織有破壞作用，這些破壞往往是對細胞核的破壞，有時不會馬上察覺。因此，在使用放射性同位素時，必須嚴格遵守操作規程，注意人身安全，同時，要防止放射性物質對空氣、水源、用具等的污染。存在射線危險的地方，常能看到如圖所示的标志。

原子核的人工轉變與放射性元素的衰變有什麼區别？

解：人工轉變主要指的是通過加速器及反應堆等對粒子轟擊使原子核發生核反應；原子核的衰變是指原子核自發的釋放出一些粒子之後轉變成其他核素；最主要的區别是一個是人工的轉變一個是自發轉變。

存在射線危險的地方，常能看到如圖所示的标志。

你在什麼地方見過這個标志？為了保護人身安全，在有這樣的标志的場所，應該注意什麼？

在醫院的放射室看見過這個标志。一般情況要遠離該标志下所處的環境，特殊情況下要在醫生指導下進出這些場所。

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