为什么铅衣能阻挡核辐射

很多东西都能阻挡核辐射，甚至一张纸都可以，并不是任何核辐射都需要动用铅来阻挡。

铅主要用来阻挡伽马射线（γ射线），这是一种高能射线，属于电磁波范畴，当它接触到原子时，很容易导致原子的电子获得能量之后就跑掉了，这个过程被称为电离。而铅具有很高的原子密度和很高的原子序数（这意味着它有很多电子），因此铅就成为阻挡伽马射线的一个很好的屏障，非常适合用来散射伽马射线或者X射线，防止它们伤害人体。

但核辐射的类型并不是只有伽马射线这一种，还有别的核辐射，这些核辐射某些可以用一张纸就能阻挡，但另一些则需要很厚的水泥来加以屏蔽，而不是用铅来屏蔽。因为这时候铅不好使。

要理解这是为什么，我们多少得知道核辐射究竟是怎么回事儿。那就需要多一点耐性读完下面这些文字。

核辐射究竟是啥？

图示：核辐射产生于原子衰变的过程中，此时重元素自发地转变为相对更轻的元素。

直到大约100年前，物理学家们偶然发现某些元素不稳定，它们神奇地会从一种元素变成另一种元素，这仿佛科学版的“炼金术”，当然不是从黄铜变成黄金，恰恰相反是从“黄金”变成“黄铜”！这种变化的规律总是从更重的元素原子变成更轻的元素原子！所以，我才说这个变化是从黄金变成了黄铜，因为金元素原子可比铜元素原子重，当然别担心你家里的金条金砖戒指金耳环，它们非常稳定不会发生这种元素变化，当然也不会释放出对人有害的核辐射。

核辐射就是在重元素变成更轻的元素的过程中，会释放出能量和粒子，这些能量和粒子就构成了核辐射。

拥有这种性质的元素也就被称为放射性元素。放射性元素发生的变化被称为放射性衰变。铀是这种元素的最好例子，它是天然存在的最重的放射性元素。所有比铀元素更重的元素都是不稳定的元素，都具有放射性。

放射性衰变是一个自然过程。放射性同位素的原子将通过三个常见过程之一自发地衰变成另一个元素：

• 阿尔法衰变

• Beta衰变

• 自发裂变

在这个过程中，产生了四种不同的放射线：

• 阿尔法射线
• Beta射线
• 中子射线
  
• 伽马射线（γ射线）

首先，放射性原子的自然衰变是自然界的一部分，因此它们是“天然的”，但所有放射性元素对对生物都具有潜在的危险性。α粒子，β粒子，中子，γ射线都被称为电离辐射，这是因为当它们与原子发生撞击时，可以将围绕原子核的电子给撞飞了，电子跑掉了，这个过程就被称为电离，就像老婆跑掉了差不多，这事儿会把我们的细胞搅得一塌糊涂，产生基因突变或者直接死亡。

如何阻挡核辐射

• α粒子

α粒子很大，它的本质是高速移动的氦原子核，这导致它很容易就能被挡住，事实上只需要一张纸就行或者几厘米厚度的空气就足以将它阻挡，失去动能也就失去了伤害人体的能力。因此仅仅产生α粒子的核辐射，只要你离它稍微远点，那它就对人体几乎没有影响。

图示：粒子甚至无法穿透一张纸，也无法穿透几厘米的空气。

图示：就是因为这东西很安全。所以，最常用的烟雾报警器中就使用了一种只能释放α粒子的放射性同位素镅241，它产生的α粒子能电离空气，这些被电离的空气被正负电极吸引撞击在正负极上产生微弱的电流，如果烟雾进入电离室，会中和这些被电离的空气，电流下降烟雾报警器就会开始发出警报。

但如果你把这类放射性元素吸入或者吃掉，那就是作死了，这时候，高速α粒子直接从体内对你发起攻击，你就可能会因此患上癌症。最臭名昭著的是元素是放射性氡，这玩意是种气体，吸入它之后，它释放的α粒子直接轰击你的肺细胞，就可能导致肺癌，不吸烟的人患上肺癌，氡就可能是潜在的罪魁祸首。但有些地方还在用放射性氡泉作为卖点，吸引旅游观光并且欢迎大家去泡澡呢，在我看来这就是作死。

• β粒子
  

β粒子的本质是高能电子，它比粒子小很多，因此也就具有更强的穿透性，但电子终究还是具有实体的亚原子的粒子，因此用一片铝箔或树脂玻璃就足以将它们阻挡。事实上从前那种老旧传统的电视机屏幕，就是通过制造高速电子轰击荧光粉的方式来实现显影的，算起来就是人造核辐射了。但传统电视机除了伤害视力，对人体健康也没直接影响，至于被电视广告搞成了白痴，看电视再加上炸鸡啤酒，搞成二糖患者，也和高速电子本身没有直接关系。但同样的如果吃了或吸入了能释放β粒子的放射性同位素，那就真是作死了。

• 像X射线一样的γ射线

γ射线和X射线的范围有重叠，但简单来说就是高能X射线，它的穿透性远远超过α粒子和β粒子，这时候就需要用铅来阻挡了。

• 中子射线

图示：中子导致核裂变是原子弹以及当前核电站运行的原理。在这个过程中裂变的原子会释放出更多的中子，如果条件合适，裂变就能源源不断地进行下去。

中子由于缺乏电荷，因此高速中子的穿透性非常强。阻挡高速的中子的最好办法是极厚的混凝土层或水或燃料油等液体来进行阻挡。当前的核电站就是利用中子撞击重元素原子核实现原子核裂变释放能量，而防范这些高能中子产生生物危害的办法就是水、油和厚厚的混凝土层。

图示：三种阻挡高能快速中子的方案。

1、首先镉板阻挡，然后铅屏蔽，最后用含硼酸的水溶液

2、首先镉板阻挡，然后铅屏蔽，最后用混凝土阻挡

3、首先用水阻挡，然后用镉板阻挡就解决问题，这是最简单廉价的方案。

图示：中国第三代大型商用大型商用压水堆核电站，浸泡在高压水中的核反应堆。

冷战时期，美苏曾经想过开发中子弹（一种低当量小型氢弹），这种核弹依靠大量高速中子和伽马射线，来实现对装甲中的武装人员的杀伤，是大规模摧毁坦克和装甲战车集团的最佳选择。

图示：中子弹测试

中子弹的致命射程远远超过其他武器。此外，中子与装甲相互作用，可使装甲变得具有放射性以至于暂时无法使用（通常为24-48小时）。例如，M-1坦克装甲包括贫化铀，其可以经历快速裂变，并且在被中子轰击后可以变成具有高放射性的物质。

图示：反核战争运动中的标语，反对研发新型核武器中子弹。第一颗中子弹于1974年被加入美国武器库。

铅衣为什么能阻挡辐射？

核辐射在一切物质中都存在，是一种自然现象，是原子核转变结构或能量状态过程中释放的微观粒子流，又称“放射性”。它能使物质电离或激发，因此又称电离辐射。

在地球上，宇宙射线无时不刻都在轰击地球物质引起核反应，比如碳14就是宇宙射线中子轰击地球上的氮14而来。人类最早实现人工核反应的是1919年英国物理学家卢瑟福用α射线粒子轰击氮生成了碳。

核辐射主要有α、β、γ三种射线，是由放射性物质以波或微粒发射出的能量。

α射线为高速运动的氦原子核，它穿透力弱但电离性强，这让它用一张纸都能阻挡。不过一旦被吸入或吞进腹内，那就是作死了，它会直接轰击肺细胞，使患上肺癌。氡原素就是典型的释放α射线使人致癌的物质。

β射线是电子流，穿透力比α射线略大，不过如果接触皮肤会有明显灼伤，只用铝箔或树脂玻璃就能阻挡。老式电视就是用β射线轰击荧光粉来显示影像。不过如果被吸入同样危害健康甚至致死。

γ射线穿透力最大，它是极短波长的电磁波，它与x射线一样，能较远距离穿透建筑物与人体而形成巨大危害。那些核弹及核电站泄露释放的射线及可见光波对人体的热效应都能导致大面积人群伤亡。这时候就要用铅衣等铅制品来阻挡了，另外厚厚的混凝土、水、油等也是极好的阻挡γ射线辐射的物质。

铅能防射线辐射是由于它具有很高的原子密度和很高的原子序数，也就是它具有很多电子，这就使它能有效的阻挡短波电磁波的γ射线或x射线，保护人体健康！