有人说,ALPHA粒子一张纸就能挡住,人体皮肤也能阻挡,安啦。为什么ALPHA粒子穿透距离如此不济呢?因为它的质量大,比BETA射线(电子)大8000倍。
ALPHA粒子就是氦原子核,其质量约为4GeV,其动能约为5MeV。显然其速度远小于光速。用牛顿力学动能公式 1/2mv^2, 我们可以算出其速度只有光速的20分之一 ( 1/2 * 4 * v^2 = 0.005 -> v ~ 0.05) (相对论能量公式 E^2 = p^2 + m^2 当然得出几乎同样结果)。
一个带电粒子射入物体会与物体内的带电粒子发生同性相斥、异性相吸的电作用,这种远距离作用称为“碰撞”。假设射入粒子速度为V,那么这个粒子与物体内电荷的作用时间与V成反比。也就是说物体内电荷得到的冲量与V成反比。这个冲量也就是物体内电荷获得的动量。这不过是牛顿第二定律: dp = f * dt。而“被撞”带电粒子获得的动能则是动量的平方除以其质量M的二倍。简言之,入射粒子“碰撞”一次损失的动能与被撞粒子的质量成反比,与入射粒子速度平方成反比。
由此可见,速度越慢,单次相遇损失的能量越大。这个道理很简单,如果入射粒子太快,还来不及与物体内的电荷相互作用就飞过去了。另外可以看出,能量主要是损失给物体内的电子。入射粒子与原子核的电相互作用基本不损失能量(加上原子核很小,粒子与原子核近距作用的几率非常小)。
ALPHA粒子穿透距离短,正是因为其速度小,很快就把能量传递出去了。
但这并不是件什么好事。恰恰相反。放射对人体的危害往往是因为吸入放射物,然后放射物在体内衰变,射出各种射线。如果射出的是ALPHA粒子,则几乎全部能量都在短距离被吸收,导致细胞受到严重杀伤。这就像所谓“开花弹”一样,其穿透力不强正是其杀伤力所在。
日本核堆泄露出来的钚(Pu)衰变就能释放ALPHA粒子。
![](69e23a80.png)
博主二维码,光标右键点图片可下载