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因为核反应通常不会影响原子的价电子 ， 所以它们不会直接引起化学变化 。 尽管如此 ， 核衰变过程中发射的粒子和光子能量非常高 ， 它们可以间接地在已经衰变的原子核周围的物质中产生化学变化 。 例如 ， α 粒子是一个电离的氦核 ， 可以充当强氧化剂 。 在本节中 ， 我们将描述辐射如何与物质相互作用以及辐射的一些化学和生物效应 。
辐射对物质的影响主要取决于辐射的能量 ， 这取决于产生它的核衰变反应 。 非电离辐射能量相对较低的辐射 。 当它与分子或离子中的原子碰撞时 ， 可以吸收其大部分或全部能量 ， 而不会引起结构或化学变化 。 能量相对较低；当它与分子或离子中的原子碰撞时 ， 其大部分或全部能量可以被吸收而不会引起结构或化学变化 。 相反 ， 辐射的动能被转移到与之碰撞的原子或分子上 ， 使其旋转、振动或移动得更快 。 因为这种能量可以以热的形式传递给相邻的分子或离子 ， 所以许多放射性物质摸起来是温暖的 。 例如 ， 钋等高放射性元素已被用作美国太空计划的热源 。 只要非电离辐射的强度不足以引起过热 ， 它就相对无害 ， 并且可以通过冷却来中和其影响 。
相比之下 ， 电离辐射具有足够高能量的辐射 ， 可以在穿过物质时将一些能量转移到与之发生碰撞的一个或多个原子上 。 如果转移了足够的能量 ， 电子可以被激发到非常高的能级 ， 从而形成带正电的离子 。 能量更高 ， 并且它的一些能量可以转移到一个或多个原子 ， 当它穿过物质时会与之发生碰撞 。 如果转移了足够的能量 ， 电子可以被激发到非常高的能级 ， 从而形成带正电的离子 。
以这种方式电离的分子通常具有高反应性 ， 它们可以分解或发生其他化学变化 ， 从而产生一系列反应性分子 ， 从而损害生物组织和其他材料 。 由于电离辐射的能量非常高 ， 我们经常以每粒子兆电子伏特等单位报告其能量：1 MeV/粒子 = 960 亿焦耳/摩尔 。 辐射损伤当放射性衰变发出的高能粒子与物质相互作用时 ， 它们会破坏化学键或使分子电离 ， 从而导致延展性或颜色等物理性质发生变化 。 左边的玻璃电绝缘体没有受到辐射 ， 但右边的绝缘体在很长一段时间内受到了强烈的辐射剂量 。 辐射损伤改变了玻璃的化学结构 ， 使其变成亮蓝色 。 电离辐射对物质的影响
电离辐射的影响取决于四个因素：
辐射的类型 ， 它决定了它可以穿透物质的距离
单个粒子或光子的能量
每单位时间撞击给定区域的粒子或光子的数量
暴露于辐射的物质的化学性质
各种形式的电离辐射穿透生物组织的相对能力如所示. 由于其高电荷和质量 ， α辐射与物质发生强烈相互作用 。 因此 ， 它不会深入到物体中 ， 并且可以被一张纸、衣服或皮肤阻止 。 相比之下 ， 不带电荷且基本上没有质量的 γ 射线不会与物质发生强烈的相互作用 ， 并能深入穿透大多数物体 ， 包括人体 。 需要几英寸的铅或超过 12 英寸的特殊混凝土才能完全阻止 γ 射线 。 由于 β 粒子的质量和电荷介于 α 粒子和 γ 射线之间 ， 因此它们与物质的相互作用也是中等的 。 β 粒子很容易穿透纸张或皮肤 ， 但它们可以被一块木头或相对薄的金属片阻止 。
【了解电离辐射和非电离辐射之间的区别及其对物质的影响】由于其强大的穿透能力 ， γ 射线是迄今为止最危险的辐射类型 ， 当它们来自体外源时 。 然而 ， 如果 Alpha 粒子的来源在体内 ， 则它们的破坏性最大 ， 因为内部组织会吸收所有能量 。 因此 ， 辐射的危险在很大程度上取决于辐射的类型和暴露程度 ， 这使科学家能够安全地处理许多放射性物质 ， 如果他们采取预防措施来避免 ， 例如吸入含有 α 发射体的细颗粒尘埃 。
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