目前已知的放射性元素有多少種，分別是什么

【專家解說】：放射性元素（確切地說應(yīng)為放射性核素）能夠自發(fā)地從原子核內(nèi)部放出粒子或射線，同時釋放出能量，這種現(xiàn)象叫做放射性，這一過程叫做放射性衰變。某些物質(zhì)的原子核能發(fā)生衰變，放出我們?nèi)庋劭床灰娨哺杏X不到，只能用專門的儀器才能探測到的射線。物質(zhì)的這種性質(zhì)叫放射性。 　　含有放射性元素（如U、Tr、Ra等）的礦物叫做放射性礦物。 　　原子序數(shù)在84以上的元素都具有放射性，原子序數(shù)在83以下的某些元素如K、Rb等也具有放射性。 　　放射性元素 radioactive elements 具有放射性的元素的統(tǒng)稱。 　　指锝、钷和釙，以及元素周期表中釙以后的所有元素。 　　該類元素的所有同位素都具有放射性，因此命名。 　　1789年德國化學(xué)家M．H．克拉普羅特發(fā)現(xiàn)了鈾。 　　1828年瑞典化學(xué)家I．J．貝采利烏斯發(fā)現(xiàn)了釷。 　　在當(dāng)時，鈾和釷只被看作是一般的重金屬元素。 　　直到1896年法國物理學(xué)家H．貝可勒爾發(fā)現(xiàn)鈾的放射性，以及1898年M．居里和P．居里發(fā)現(xiàn)釙和鐳以后，人們才認(rèn)識到這一類元素都具有放射性，并陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他放射性元素。 　　核武器試驗的沉降物(在大氣層進行核試驗的情況下，核彈爆炸的瞬間，由熾熱蒸汽和氣體形成大球(即蘑菇云)攜帶著彈殼、碎片、地面物和放射性煙云上升，隨著與空氣的混合，輻射熱逐漸損失，溫度漸趨降低，于是氣態(tài)物凝聚成微粒或附著在其它的塵粒上，最后沉降到地面。 　　放射性元素最早應(yīng)用的領(lǐng)域是醫(yī)學(xué)和鐘表工業(yè)。鐳的輻射具有強大的貫穿本領(lǐng)，發(fā)現(xiàn)不久便成為當(dāng)時治療惡性腫瘤的重要工具；鐳鹽在暗處發(fā)光，用于涂制夜光表盤。 　　后來的應(yīng)用已深入到人類物質(zhì)生活的各個領(lǐng)域，例如核電站和核艦艇使用的核燃料，工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)中使用的放射性標(biāo)記化合物，工業(yè)探傷、測井（石油）、食品加工和腫瘤治療所使用的某些放射源等。 　　那么到底什么是放射性元素呢？ 　　釙和鐳的發(fā)現(xiàn)，給仔細(xì)考察放射性礦物的工作以巨大的推動力。許多化學(xué)家都希望能從這類礦物中得到新的發(fā)現(xiàn)，新發(fā)現(xiàn)也確實接踵而來。 　　1899年，德比爾納發(fā)現(xiàn)元素錒；1900年，多恩發(fā)現(xiàn)新惰性氣體氡；克魯克斯發(fā)現(xiàn)鈾X；1901年，德馬凱發(fā)現(xiàn)鑀(后證實是同位素釷230)；1902年，盧瑟福和索迪發(fā)現(xiàn)釷X……。 　　這許許多多的放射性物質(zhì)，包括居里夫婦發(fā)現(xiàn)的釙和鐳在內(nèi)，總是與鈾或釷一起存在于礦物之中，形影不離。這里不禁要問，它們與鈾或釷之間究竟有什么關(guān)系呢？ 　　要解決這個問題，首先要弄清楚放射性現(xiàn)象的本質(zhì)是什么。事實上，在探索新放射性元素的同時，揭露放射性現(xiàn)象本質(zhì)的工作也在相輔相成、緊張而有成效地開展著。 　　英國物理學(xué)家盧瑟福在1899年就發(fā)現(xiàn)，放射性物質(zhì)放出的射線不是單一的，而可以分出帶正電荷的α射線和帶負(fù)電荷的β射線，前者穿透性較弱，后者穿透性較強。后來又分出一種穿透性很強的不帶電荷的γ射線。如果讓射線通過磁場或電場，那么這三種射線就分得一清二楚了：偏轉(zhuǎn)角度很大的是β射線；偏向另一方、偏轉(zhuǎn)角度較小的是α射線；不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是γ射線。 　　1900年，多恩在鐳制劑中發(fā)現(xiàn)惰性氣體氡，這是一件非同尋常的事。根據(jù)這一事實，盧瑟福和索迪于1902年提出了一個大膽的假說。他們認(rèn)為，放射性現(xiàn)象是一種元素的原子自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N元素的原子的結(jié)果，這個假說很快就得到了證實。1903年，索迪等做了一個實驗：將氡焊封在細(xì)頸玻璃管內(nèi)，然后用光譜法測量。他們觀測到管內(nèi)的氡不斷消失，而氦則逐漸增加。原子衰變理論就這樣建立起來了，它動搖了多少世紀(jì)以來作為經(jīng)典化學(xué)基石的“原子不可分、化學(xué)元素不可變”的觀念。 　　衰變理論指出了一種放射性元素的原子會衰變成另一種元素的原子，但如果進一步問，究竟衰變成了什么元素的原子呢？衰變理論并沒有給出答案。十年以后建立了位移律，終于回答了這個問題。 　　在放射性物質(zhì)的研究工作中，通常把發(fā)生衰變的物質(zhì)稱為母體，把衰變后生成的物質(zhì)稱為子體。1908年，索迪歸納了大量α衰變母體及其子體的化學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)母體物質(zhì)發(fā)生α衰變后，其化學(xué)價總是減少二價，例如六價的鈾變成了四價的鈾X，四價的釷變成了二價的介釷I，二價的鐳變成了零價的惰性氣體氡等等。于是，他總結(jié)出一條規(guī)則：某一元素作α衰變時，生成的子體是周期表中向左移兩格的那個元素的原子。1913年，一些科學(xué)工作者又總結(jié)出另一條規(guī)則：某一元素作β衰變時，生成的子體是周期表中向右移一格的那個元素的原子。這兩條規(guī)則合起來就是通常所說的位移律，它把衰變時放出的射線的性質(zhì)和原子發(fā)生的變化有機地聯(lián)系起來了。 　　在這段時間內(nèi)，還發(fā)現(xiàn)某些不同的放射性物質(zhì)，如鑀和釷、介釷I和鐳等，它們的性質(zhì)竟驚人地相似，如果偶爾把它們混在一起后，用化學(xué)方法就無法把它們分開。我們知道，不同的元素一般是可以用化學(xué)的方法分離的，不能用化學(xué)方法分離的一般是同一種元素。因此，勢必得出如下結(jié)論：它們雖是不同的放射性物質(zhì)，但屬于同一種元素，于是提出了同位素的概念。所謂同位素就是化學(xué)性質(zhì)相同的一類原子，它們的原子量不同，但原子序數(shù)相同，在周期表中占據(jù)同一個位置。 　　有了衰變理論、同位素概念和位移律，那許許多多已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的和進一步發(fā)現(xiàn)的放射性物質(zhì)之間的關(guān)系，就比較容易搞清楚了。很快就建立起了鈾和釷兩個放射性衰變系列。 　　為了便于討論，我們在這里先把原子核和射線方面的有關(guān)知識簡要介紹一下。原子由原子核和繞核旋轉(zhuǎn)的電子組成，原子核又由質(zhì)子和中子組成。電子帶1個負(fù)電荷，質(zhì)于帶1個正電荷，中子不帶電荷。核電荷數(shù)(即質(zhì)子數(shù))在數(shù)值上等于元素的原子序數(shù)。質(zhì)子的質(zhì)量數(shù)為1，中子的質(zhì)量數(shù)也為1，電子很輕很輕，其質(zhì)量一般忽略不計。質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和就是原子核或原子的質(zhì)量數(shù)。α射線又稱α粒子，它是氦原子核，由兩個質(zhì)子和兩個中子組成，質(zhì)量數(shù)為4，帶2個正電荷。β射線又稱β粒子，它是電子，帶1個負(fù)電荷。如果原子發(fā)生α衰變，那就是從原子核內(nèi)放出一個α粒子，因此核電荷數(shù)(原子序數(shù))減少2，質(zhì)量數(shù)減少4；如果原子發(fā)生β衰變，放出一個電子，那就是相當(dāng)于核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)變成了一個質(zhì)子，因此核電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變。 　　放射性原子不但按一定的衰變方式進行衰變，而且衰變的速率也是一定的。某種放射性同位素衰變掉一半所需要的時間，稱為該放射性同位素的半衰期。放射系中，始祖同位素的半衰期很長，鈾-238的半衰期為45億年，這與地球的年齡大致相同。釷-232的半衰期更長，達140億年，正是由于這個緣故，才使它們得以在地球上留存。 　　不過，放射系中其它成員的半衰期要短得多。 　　知道了錒放射系的最終衰變產(chǎn)物是鉛207，于是可以推得錒的原子量為227，而假定的錒鈾的原子量應(yīng)該為235(或239)。1935年，登普斯特用火花離子源法對鈾進行了質(zhì)譜分析，發(fā)現(xiàn)了錒鈾(鈾235)的譜線。至此才最后確定了錒放射系的始祖同位素，肯定了其質(zhì)量數(shù)為235。歷時長達30年之久的錒放射系的起源問題終于找到了答案，這是放射系研究史中最為曲折的問題之一。由于這個放射系的始祖同位素是錒鈾，所以通常把它叫乍錒鈾放射系。 　　以后又發(fā)現(xiàn)了镎放射系，它是一個人工放射系，該放射系因為沒有半衰期足夠長的始祖同位素，所以已在地球上消失。值得指出的是，這個人工放射系中的一個成員——镎233，與鈾235和钚239一樣，是原子能工業(yè)中的一種重要的裂變物質(zhì)。