原子放射線

簡圭鈺 工教94乙 490702084

放射線現形記--發現篇
　
　 　　 放 射 線 的 發 現 可 說 是 人 類 科 學 史 上 一 個 重 要 的 里 程 碑 ， 百 餘 年 來 無 數 的 科 學 家 以 不 眠 不 休 的 努 力 及 犧 牲 奉 獻 的 精 神 ， 投 入 原 子 科 學 的 研 究 行 列 ， 放 射 線 才 能 在 今 日 廣 泛 地 運 用 於 工 業 、 農 業 、 醫 學 、 環 保 等 各 種 領 域 ， 造 福 人 類 。 在 這 段 從 無 到 有 、 科 學 從 落 後 到 進 步 的 過 程 中 ， 究 竟 放 射 線 是 如 何 被 發 現 的 呢 ？

放 射 線 醫 用 的 濫 觴 --ｘ 光

　 　 西 元 1895年 間 ， 德 國 物 理 學 家 侖 琴 (Roentgen)在 一 次 實 驗 中 ， 發 現 到 一 種 肉 眼 看 不 見 的 光 線 ， 這 種 光 線 能 使 螢 光 物 發 光 ， 並 能 穿 透 許 多 物 質 。 更 讓 侖 琴 驚 訝 的 是 ， 當 他 把 自 己 的 手 放 在 照 相 板 前 ， 竟 出 現 一 張 手 掌 骨 骼 的 詭 異 影 像 。 侖 琴 將 這 種 不 可 知 又 不 可 見 的 光 線 命 名 為 ｘ 光 (ｘ -Ray)。 侖 琴 的 發 現 不 但 為 當 時 沉 寂 已 久 的 物 理 界 重 新 燃 起 了 希 望 ， 當 1901年 諾 貝 爾 獎 創 立 時 ， ｘ 光 更 為 侖 琴 獲 得 首 屆 物 理 獎 的 殊 榮 。

α 、 β 、 γ 射 線 誕 生

　 　 隔 年 (1896年 )， 法 國 物 理 學 家 貝 克 (Becquerel)在 經 過 不 斷 的 實 驗 與 思 考 後 證 實 鈾 礦 本 身 能 自 動 不 斷 的 釋 出 放 射 線 ， 即 與 ｘ 光 截 然 不 同 的 α 、 β 、 γ 射 線 ， 這 種 自 發 性 現 象 的 發 現 ， 替 貝 克 贏 得 了 1903年 第 三 屆 諾 貝 爾 物 理 獎 。

天 然 放 射 性 元 素 --鐳 與 釙

　 　 1898年 ， 法 國 一 對 科 學 家 --居 禮 夫 婦 ， 從 數 以 噸 計 的 瀝 青 鈾 礦 殘 渣 裏 ， 發 現 了 釙 與 鐳 兩 種 具 有 強 烈 放 射 性 的 元 素 ， 並 將 其 所 具 的 放 射 能 力 命 名 為 「 放 射 能 」 。 這 發 現 讓 學 界 對 放 射 性 和 放 射 線 的 研 究 得 以 進 行 ， 而 居 禮 夫 婦 也 因 此 貢 獻 與 貝 克 共 同 獲 得 1903年 第 三 屆 諾 貝 爾 物 理 獎 。

原 子 結 構 的 確 立

　

　 　 1899年 ， 正 在 英 國 深 造 的 紐 西 蘭 物 理 學 家 拉 塞 福 發 現 了 放 射 性 元 素 「 釷 」 ， 此 外 ， 他 亦 在 原 子 的 中 央 發 現 了 又 小 又 重 的 原 子 核 ， 並 證 明 了 原 子 可 藉 由 釋 出 放 射 線 而 轉 變 成 另 一 種 原 子 的 理 論 ， 使 得 原 子 的 構 造 與 觀 念 更 加 清 析 明 確 。。
由 於 拉 塞 福 在 放 射 線 領 域 的 重 要 貢 獻 ， 他 也 因 此 被 尊 為 原 子 核 之 父 ， 並 於 1908年 獲 得 諾 貝 爾 獎 。 1919年 ， 拉 塞 福 以 α 粒 子 撞 擊 氮 原 子 時 ， 撞 出 了 原 子 核 中 的 質 子 ， 並 發 現 質 子 原 來 就 是 氫 的 原 子 核 發 現 中 子


　 　 隨 著 拉 塞 福 用 α 粒 子 撞 出 來 的 成 就 ， 科 學 界 也 開 始 一 窩 蜂 地 用 α 粒 子 來 打 靶 ， 1932年 ， 英 國 人 查 德 威 克 發 現 了 原 子 核 裏 另 一 個 物 質 --中 子 的 存 在 。 中 子 為 不 帶 電 的 粒 子 ， 很 容 易 打 入 原 子 核 內 ， 而 促 成 核 連 鎖 反 應 。 此 一 發 現 遂 為 原 子 能 的 利 用 展 開 了 新 頁 ， 並 建 立 了 原 子 核 是 由 質 子 與 中 子 所 構 成 的 觀 念 ， 查 德 威 克 並 於 1935年 獲 頒 諾 貝 爾 物 理 獎 。

　 　 從 1895到 1942年 大 約 五 十 年 間 ， 原 子 的 奧 秘 就 在 這 些 有 名 、 無 名 、 幕 前 、 幕 後 的 拓 荒 者 的 努 力 下 ， 逐 漸 解 開 這 世 紀 之 謎 ， 也 讓 人 類 的 文 明 飛 快 進 展 。
　

　 　 大 致 來 說 輻 射 可 分 為 α 射 線 (帶 正 電 )、 β 射 線 (帶 負 電 )及 γ 射 線 、 ｘ 光 與 中 子 (均 不 帶 電 )等 。 其 中 α 射 線 的 穿 透 力 最 弱 ， 僅 需 一 張 紙 即 可 阻 隔 ； β 射 線 的 穿 透 力 較 強 ， 需 以 鋁 板 才 能 阻 擋 ； 至 於 穿 透 力 最 強 的 當 屬 醫 院 中 常 見 的 ｘ 光 、 γ 射 線 以 及 核 能 電 廠 的 中 子 ， 需 要 混 凝 土 或 數 毫 米 的 鉛 才 可 阻 擋 。 這 些 輻 射 都 是 由 極 小 的 粒 子 所 構 成 ， 看 不 見 、 嗅 不 出 、 摸 不 到 ， 需 藉 助 輻 射 偵 測 儀 器 才 能 知 道 它 們 的 存 在 。