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核かく裂きれ变产物ぶつ

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裂きれ变产物的ぶってき质量数すう产额图：铀-235、钚-239、铀-233的てき热中子なかご裂きれ变产物ぶつ

核かく裂きれ变产物ぶつ即そく指ゆび核かく裂きれ变过程中ちゅう生成せいせい的てき产物。核かく裂きれ变是指ゆび由よし较重的てき（原子げんし序じょ数すう较大的てき）原子げんし，主要しゅよう是ぜ指ゆび铀或钚，分裂ぶんれつ成なり较轻的てき（原子げんし序じょ数すう较小的てき）原子げんし的てき一种核反应形式。原子げんし弹以及核かく电站的てき能のう量りょう来らい源みなもと都と是ぜ核かく裂きれ变。早期そうき原子げんし弹应用（以铀-238制せい备的）钚-239为原料りょう制せい成なり，而铀-235裂きれ变在核かく电厂最さい常つね见，由ゆかり钍-232制せい备的铀-233也在实验堆うずたか中なか使用しよう。

特とく点てん与あずか种类

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重じゅう核かく原子げんし经中子なかご撞击后きさき，分裂ぶんれつ成なり为两个较轻的原子げんし，这就是ぜ最初さいしょ的てき裂きれ变产物ぶつ。由よし于重原子核げんしかく的てき中子なかご含量很高，大だい约60%（如钚-239含有がんゆう145个中子なかご），而轻的てき稳定原子核げんしかく中子なかご含量较低（50%~55%），因いん此裂变产物ぶつ中ちゅう都と含有がんゆう过多的てき中子なかご。这些富とみ含中子なかご的てき裂きれ变产物ぶつ都通みやこどおり过系列けいれつβべーた衰おとろえ变（把わ中子なかご变成质子的てき反はん应）最さい终变成なり稳定核かく，这一过程中将产生一系列放射性裂变产物，每まい个βべーた系列けいれつ都と维持质量数すう不ふ变，都と以一个稳定核为终点。例れい如 氪-92 → 铷-92 → 锶-92 → 钇-92 → 锆-92。

核かく裂きれ变生成せいせい众多不同ふどう产物，可か以按照あきら质量数すう分ふん成なり不同ふどう的てきβべーた系列けいれつ，而这些不同どう系列けいれつ（即そく不同ふどう质量数すう）的てき种类分布ぶんぷ也是有ゆう规律的てき。如右图所示しめせ，每まい个重核かく都と大だい致分裂ぶんれつ成なり大小だいしょう两个轻核，一个质量数在86~107之これ间（氪、铷、锶、钇、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉），一个质量数在131-148之これ间（锡、锑、碲、碘、氙、铯、钡、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕）。此外，微量びりょう的てき（0.2~0.4%）三裂式裂变，除じょ了りょう大小だいしょう两个轻核外がい，还产生せい一いち个微小びしょう的てき氦-4或ある氚核。

放射ほうしゃ性せい危害きがい

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由よし于核反はん应堆存在そんざい核かく泄露的てき隐患，因いん此放射ほうしゃ性せい裂きれ变产物ぶつ受到广泛关注。事こと实上，也是很幸运的是ぜ，没ぼつ有ゆう半はん衰おとろえ期き为百年至二十万年之间的裂变产物，因いん此放射ほうしゃ性せい裂きれ变产物ぶつ可か以分成なり两类，一いち类放射ほうしゃ性せい强きょう，但ただし是ぜ可か以在数すう百年内衰变殆尽；另一类放射性很弱，它们的てき放射ほうしゃ性せい低てい于相应裂变原料りょう，即そく放射ほうしゃ性せい矿物，采さい用よう废料回かい填はま矿坑的てき办法就能达成“核かく工こう业降低地ていち壳的放射ほうしゃ性せい总量”。

第だい一いち类强つよ放射ほうしゃ性せい的てき裂きれ变产物ぶつ中ちゅう，绝大多数たすう半はん衰おとろえ期き很短，在ざい泄露数すう月がつ内ない就很快かい耗尽，但ただし有ゆう几个核かく素もと半はん衰おとろえ期き在ざい数すう年ねん到いた数すう十じゅう年ねん之の间，列れつ于上表ひょう“中ちゅう寿命じゅみょう核分裂かくぶんれつ产物”，它们造成ぞうせい的てき影かげ响将持じ续数十じゅう至いたり数すう百ひゃく年ねん。其中最さい值得关注的てき是ぜ铯-137和わ锶-90，它们的てき半はん衰おとろえ期き都と约为30年ねん（寿命じゅみょう很长），而且裂きれ变产额都较高（产量很大），这两种原子核げんしかく是ぜ裂きれ变产物ぶつ放置ほうち数すう年ねん至いたり数すう百年间放射性的主要来源（因いん为其它强放射ほうしゃ性せい核かく或ある者もの数すう年ねん内ない耗尽，或ある者もの含量太ふと低てい）。如上じょじょう表ひょう所しょ示しめせ，铯-137和わ锶-90的てき产额和わ衰おとろえ变能都と显著地ち比ひ其它核かく素もと高だか。不幸ふこう的てき是ぜ，这两种中长期辐射主力しゅりょく核かく素もと，恰巧都と容易ようい进入生物せいぶつ体内たいない：铯和锶两种元素的すてき化学かがく性せい质分别与钾和钙相似そうじ，容易ようい被ひ人体じんたい吸收きゅうしゅう，特とく别是锶容易ようい代替だいたい钙沉积在骨骼こっかく中ちゅう，因いん此对铯-137和わ锶-90的てき回收かいしゅう利用りよう或ある无害化か处理十じゅう分ふん重要じゅうよう。此外一些极短寿命的放射性产物也颇受关注，特とく别是碘-131，虽然数すう个月就能衰おとろえ变殆尽つき，但ただし它极易えき被ひ人体じんたい吸收きゅうしゅう富とみ集しゅう；另外，铯-134和わ锶-89是ぜ另两个短寿ことぶき强きょう放射ほうしゃ性せい核かく素もと，对人体じんたい伤害方式ほうしき与あずか铯-137和わ锶-90相そう同どう，只ただ是ぜ危害きがい时间更さら集中しゅうちゅう。[註 1]以上いじょう五ご个核素もと正せい是ぜ裂きれ变产物ぶつ泄漏造成ぞうせい数すう次じ人体じんたい伤害事故じこ的てき主要しゅよう元凶げんきょう，相そう关数据すえ列れつ于下表ひょう：

核かく素もと 裂きれ变产额 半はん衰おとろえ期き 衰おとろえ变产物ぶつ 衰おとろえ变能 生物せいぶつ体たい
相似そうじ物ぶつ		 富とみ集しゅう于器官かん 传播 对策
碘-131 ~3% 8.02天てん βべーた氙 971 keV 碘-127 甲状腺こうじょうせん 大だい气水体たい 服用ふくよう碘化钾片へん
铯-137 6.3% 30.2年ねん βべーた钡 1174 keV 钾 肝きも、肾、肌はだ肉にく 大だい气水体たい 深耕しんこう、钾肥
普ひろし鲁士蓝
铯-134 <6.8%[注ちゅう1] 2.06年ねん βべーた钡 1548 keV
锶-90 4.5% 27.7年ねん βべーたβべーた锆 2826 keV 钙 骨骼こっかく，无法排出はいしゅつ 尘埃 土壤どじょう中ちゅう撒石灰せっかい
锶-89 ~3% 50.5天てん βべーた钇 982 keV


第だい二类裂变产物放射性很低，却「太ふとし长寿」，最さい值得关注的てき是ぜ碘-129、锝-99和わ铯-135。虽然它们放射ほうしゃ性せい比ひ相しょう应数量的りょうてき铀矿原料げんりょう低てい，但ただし比ひ铀矿更さら容易ようい游ゆう离于自然しぜん水すい体たい之の中なか，它们分ぶん别以I-、TcO4-和わCs+形式けいしき溶解ようかい在ざい水中すいちゅう，而且难以沉积，造成ぞうせい大だい自然しぜん水すい体からだ的てき近きん乎永久えいきゅう性的せいてき放射ほうしゃ性せい污染。因よし此它们的隔へだた绝存放ひ尤ゆう为重要じゅうよう。它们被ひ自然しぜん水すい体たい稀まれ释后，辐射量りょう远低于自然しぜん界かい的てき辐射背せ底そこ，不ふ对人体じんたい健康けんこう造成ぞうせい影かげ响，而且即そく使し多量たりょう摄入也很容易ようい排出はいしゅつ。[註 2]

此外，核かく泄漏或ある核かく爆ばく炸造成ぞうせい的てき放射ほうしゃ污染还包括ほうかつ钚铀等とう锕系元素げんそ的てき污染，它们不ふ属ぞく于核裂きれ变产物ぶつ。

註释

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  1. ^ 铯-134不ふ是ぜ直接的ちょくせつてき裂きれ变产物ぶつ，它是裂きれ变产物ぶつ衰おとろえ变后再さい次つぎ俘获中子なかご生成せいせい的てき，因いん此不存在そんざい于核爆ばく炸产物ぶつ中ちゅう、只ただ存在そんざい于反应堆产物中ちゅう。6.8%的てき产额指ゆび其与俘获中子なかご的てき前ぜん体からだ铯-133（无放射ほうしゃ性せい）的てき总产额。（质量数すう134的てきβべーた系列けいれつ产物的てき衰おとろえ变终点てん是ぜ稳定的てき氙-134，无法到いた达铯-134）
  2. ^ 铀矿中ちゅう释放的てき易えき游ゆう离于水すい体たい中ちゅう的てき钫和わ砹、易えき游ゆう离于大だい气中的てき氡都极其短たん寿ことぶき。铀本身ほんみ的てき放射ほうしゃ性せい也很低てい，但ただし是ぜ它能稳定地ち产生一定比例的较高放射性的中间产物，比ひ如镭、钋、锕等ひとし。

参考さんこう文献ぶんけん

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  1. ^ 虽然镭不ふ是ぜ锕系元素げんそ，但ただし它紧接せっ在ざい锕系元素げんそ锕之前まえ，且有半ゆうはん衰おとろえ期き超ちょう过4年ねん，可か被ひ列れつ入にゅう此表中ちゅう的てき同位どうい素もと，因いん此镭也被列れつ入にゅう其中。
  2. ^ 此表列れつ出で的てき是ぜ热中子なかご轰击235U的てき裂きれ变产额。
  3. ^ Milsted, J.; Friedman, A. M.; Stevens, C. M. The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248. Nuclear Physics. 1965, 71 (2): 299. Bibcode:1965NucPh..71..299M. doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4. 
  4. ^ 是ぜ所しょ有半ゆうはん衰おとろえ期き超ちょう过四年的同位素中最重的
  5. ^ 半はん衰おとろえ期き远长于232Th，基本きほん可か视为稳定的てき衰おとろえ变产物ぶつ被ひ排除はいじょ在外ざいがい，如半衰おとろえ期き8×1015年とし的てき113Cd。
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