輻射是什麼 我們生存的大自然裡，輻射和陽光、空氣、水同時存在，因為它無色、無味、無臭，人體無法直接感應，使得大家對於輻射有莫名的恐懼感。前一陣子有關輻射安全的新聞報導接連刊登，人人幾乎聞輻色變。 　　人類在一百多年前發現輻射以來，就嘗試應用於許多層面，如X光照射、農產品保鮮與飛機結構檢測等，皆帶給了我們許多的方便。事實上日常生活中已經少不了輻射的應用。 　　我們應該深入了解輻射是什麼，能利用它的優點，而避開它的危險性，不再只是莫名的害怕。 　　為了讓大家能更清楚的了解，首先介紹輻射究竟是何種現象，它是如何產生的、有哪些特性以及如何與物質，如人體等發生作用。現在就讓我們一同解開這些疑問吧！

　

簡述輻射 　　輻射，像光一樣，是一種能量，它以如加馬 (γ) 射線等的電磁波，與如電子等的高速粒子的形態傳送。通常我們依它能量的高低或游離物質的能力，分成非游離輻射和游離輻射兩大類： 非游離輻射：指能量低無法離生游離的輻射，例如太陽光、燈光、紅外線、微波、無線電波、雷達波等。 游離輻射：指能量高能使物質產生游離作用的輻射。 游離輻射又區分為：(1)電磁波輻射，(2)粒子輻射。 一般所謂的輻射或放射線，都是指游離輻射而言。

輻射是誰發現的？ 　　最早在1895年11月，德國物理學教授侖琴 (Roentgen) 發現一種眼睛看不見但能穿透物質的射線。因不知其名，故稱為X射線，一般俗稱X光。隨後不久發現X射線會使空氣游離而導電。 　　緊接著在1896年2月，法國科學家貝克勒爾 (Becquerel) 發現鈾的化合物會發出一種不同於X射線，但也具有穿透能力使照相底片感光的射線，稱它為鈾放射線。他是第一位發現放射性的人。 　　1897年英國物理學家湯姆遜 (Joseph John Thomson) 在從事陰極射線的實驗中發現帶負電的電子(electron)。 　　次年，1898年7月在法國巴黎，居里 (Curie) 夫婦兩人首次自瀝青鈾礦中提煉出一種新元素，命名為釙 (Po) 以紀念居里夫人的祖國波蘭。同年12月又成功地分離出另一新元素鐳 (Ra) 。「放射性」(radioactivity)這個名詞就是居里夫人所創的。 　　同在1898年，威廉韋恩發現了帶正電的質子，1899 年原籍紐西蘭的拉塞福 (Rutherford) 發現了帶2個正電單位的α粒子，稱為阿伐射線，且證明帶一個負電單位的貝他 (β) 射線就是電子。在1900年韋拉特 (Villard) 發現另一種電磁波射線，能量比X射線還高，命名為加馬(γ)射線。不帶電的中子是最後被發現的，遲至1932年2月才由查兌克 (Chadwick) 發現。至此人類對原子核裡面的構造，才有較清楚的瞭解。

原子的構造 　　原子的中心為原子核，內含質子和中子，體積很小但質量很大。原子核的外面有電子，像行星繞太陽一般，循著固定的軌道繞著原子核旋轉。 　　我們把原子核內質子數和中子數的總和稱作質量數，例如鈷 60，記成 60Co，它有27個質子和33個中子，其質量數為60。

同位素是 (isotope) 什麼？ 　　質子的數目決定元素的名稱和它的性質。若某一元素含有不同的中子數目，則稱為該元素的同位素。例如鈷的同位素有五種分別是 ，，，，，這中間除了 是穩定同位素(無放射性)外，其餘都具有放射性。 　　我們常聽說放射性同位素，就是具有放射性的同位素，例如氚 (3H) ，碳14 (14C) ，鈷60 (60Co) ，鉀40 (40K) ，鈾235 (235U) ，鈾238 (238U) 。目前已知天然存在的同位素約有330種，其中大約270種是穩定同位素，其餘是不穩定的放射性同位素。

輻射是怎麼產生的？ 　　不穩定的原子核就好像脾氣不好的人，需要一種發洩的管道，以便將他的怒氣消弭，此時原子核就是為了回復到穩定狀態，必須釋放出能量，而以電磁波或粒子的形態射出，這就稱為輻射（俗稱放射線）。 　　以鈷60為例，它先放出一個貝他粒子轉變成鎳60，但此時鎳60原子核仍很不穩定，它又迅速放出兩道加馬射線，才形成穩定的鎳60同位素。所以，一個鈷60原子自發性地蛻變時，會放出一個貝他粒子和二道加馬射線。 　　空氣中天然存在的放射性同位素氡222，它射出帶二個正電荷的阿伐粒子，形成釙218： (二個α粒子) 　　釙218也具有放射性，會繼續蛻變下去。 2. 來自產生輻射的機具 　　我們定期作胸部X光檢查時，不禁要問這X光到底是怎麼產生的？原來當高速運動的電子撞擊重原子核時（例如鎢元素）就會產生X射線，在醫學上的用途非常大。另外，當高能軌道的電子跳回低能軌道時，也會產生X射線，可應用在金屬元素的定性和定量分析工作上。 3. 來自核反應 　　如核能發電廠、宇宙射線等。

　

輻射有那些特性？ 　　輻射有四個重要的特性是大家必須要認識的： 1.放射性蛻變是自發性的反應 　　放射性同位素（另稱放射性核種）的蛻變是自發性的，無法以物理或化學的手段去改變它。 2.輻射受電磁場影響 　　輻射若帶有電荷，則其行進時會受電磁場影響而偏轉，加馬射線因不帶電荷，故其行進軌跡不會受電場影響 。 3.輻射強度隨時間的增加而遞減 　　放射性同位素的蛻變率（或輻射強度）會隨時間的增加而遞減。輻射強度每減少一半所需要的時間稱為半衰期。各放射性同位素的半衰期都是固定，而且都不相同，有如人的指紋一般。例如國內發現的輻射鋼筋內所含60Co的半衰期為5.26年，空氣中氡222的半衰期為3.82天。 4.不同的輻射有不同的穿透能力 　　由右圖可知阿伐射線的穿透能力最弱，一張紙就可以全部把它擋住。貝他射線的穿透能力稍為強一點點，它能穿透普通的紙張，但無法穿透鋁板。加馬或X射線的穿透力最強，需要適當厚度的混凝土或鉛板才能有效地阻擋。 　　因此，屏蔽X射線或加馬射線的材料，需要密度高的金屬材質為佳。用鉛做鈷60射源的容器，其厚度最小，鐵則需要厚些，混凝土要再厚些。若用水做屏蔽，則需更厚才能達到相同的屏蔽效果。

　

輻射如何與物質起作用？ 　　輻射撞到物質時，與物質產生游離或激發的反應，把輻射本身的能量轉移給物質。右圖為一個原子被輻射游離或激發的過程。由於阿伐射線因為帶正電，非常容易和物質產生游離作用，而快速地將其本身的能量傳給物質，因此阿伐射線的穿透力很弱。相反地，X與γ射線不易和物質起作用，也就是不易將能量傳給物質，所以X與 γ射線的穿透力很強。