费米(6)〈原子能之父〉
二十四、核能与辐射线
费米可说对于核能和辐射贡献最大的人,今日核能和辐射无论在发电、医疗、工业方面,辐射的应用都多不胜数。只要运用得宜,辐射也可以造福社会。例如:
1. 核电站(或核电厂)
今日核电站(或核电厂,图6)共有四百余座,很多人相信:当煤和油等原料有被用光一天,这些核电站(核电厂)核电厂会提供更多的能源。也有些人认为,核电厂危险性高,且对生态环境有害,他们希望这些核电厂全部关闭。历史上发生最大灾难的核电站(核电厂) 共有三次:即美国的三哩岛事件、乌克兰的车诺比事件及日本的福岛一厂事件。
图6:德国的格拉芬莱茵费尔德核电站(核电厂)( Grafenrheinfeld Nuclear Power Plant),中间是反应堆(反应炉),左、右二边是冷却塔,因有冷却塔大部分,它应该建在河边且属PWR(摘自维基百科,作者:Avda)
2. 医 学 用 途
辐射在医疗上的用途为人所熟识,它可以协助医生诊断及治疗多种疾病。
在诊断方面,X射线可用来判断身体器官和组织的异常变化。此外我们将放射性同位素注入或吃进病人体内,就可以产生立体或动态的影像,从而研究病人的情况。
在治疗方面,放射性同位素碘-131用于医治甲状线癌;在治疗某几种癌症时,亦会利用钴-60所放出的γ射线,将癌细胞杀死。
现今很多医疗用品都利用钴-60所放出的γ射线进行消毒。这种消毒程序比用蒸气消毒更有效及便宜。由于不需经过高温处理,很多会被高温破坏的物料,例如塑料等,都可以使用放射程序消毒。加上γ射线有穿透能力,对象可以在包装封密后才进行消毒,确保对象在解封前不会受到细菌污染。
3.物品功能
有些用品,如烟火传感器、荧光指示牌和避雷针等都包含放射性物质。通过合适的设计和适当的使用,辐射的好处其实远远大于它所引起的危害。
4. 考 古 用 途
透过量度古物内天然放射性物质的浓度,我们可以鉴定古物所属的年代,常用的技术包括「碳-14定年法」和「热释光定年法」,对地质学、人类学及考古学的研究都有莫大的帮助。
碳-14是因宇宙射线撞击地球大气层而产生的,碳-14氧化成二氧化碳后会被植物吸收。同时,动物又会进食植物,所以大部份有机体都会有一定份量的碳-14。但当植物和动物死去,他们便会停止吸取碳-14。碳-14的份量因衰变会随时间而减少,每经过一个半衰期(即大约5,730年),含量便会减半。透过量度古代有机体的碳-14含量,我们便可以估计该有机体的死亡年份。
(本节核能与辐射线的2、3、4摘至香港天文台,辐 射 有 甚 么 用 途?)