放射性元素（确切地说应为放射性核素）能够自发地从原子核内部放出粒子或射线,同时释放出能量,这种现象叫做放射性,这一过程叫做放射性衰变.某些物质的原子核能发生衰变,放出我们肉眼看不见也感觉不到,只能用专门的仪器才能探测到的射线.物质的这种性质叫放射性.

　　含有放射性元素（如U、Tr、Ra等）的矿物叫做放射性矿物.

　　原子序数在84以上的元素都具有放射性,原子序数在83以下的某些元素如K、Rb等也具有放射性.

　　放射性元素radioactiveelements具有放射性的元素的统称.

　　指锝、钷和钋,以及元素周期表中钋以后的所有元素.

　　该类元素的所有同位素都具有放射性,因此命名.

　　1789年德国化学家M．H．克拉普罗特发现了铀.

　　1828年瑞典化学家I．J．贝采利乌斯发现了钍.

　　在当时,铀和钍只被看作是一般的重金属元素.

　　直到1896年法国物理学家H．贝可勒尔发现铀的放射性,以及1898年M．居里和P．居里发现钋和镭以后,人们才认识到这一类元素都具有放射性,并陆续发现了其他放射性元素.

　　核武器试验的沉降物(在大气层进行核试验的情况下,核弹爆炸的瞬间,由炽热蒸汽和气体形成大球(即蘑菇云)携带着弹壳、碎片、地面物和放射性烟云上升,随着与空气的混合,辐射热逐渐损失,温度渐趋降低,于是气态物凝聚成微粒或附着在其它的尘粒上,最后沉降到地面.

　　放射性元素最早应用的领域是医学和钟表工业.镭的辐射具有强大的贯穿本领,发现不久便成为当时治疗恶性肿瘤的重要工具；镭盐在暗处发光,用于涂制夜光表盘.

　　后来的应用已深入到人类物质生活的各个领域,例如核电站和核舰艇使用的核燃料,工业、农业和医学中使用的放射性标记化合物,工业探伤、测井（石油）、食品加工和肿瘤治疗所使用的某些放射源等.

　　那么到底什么是放射性元素呢?

　　钋和镭的发现,给仔细考察放射性矿物的工作以巨大的推动力.许多化学家都希望能从这类矿物中得到新的发现,新发现也确实接踵而来.

　　1899年,德比尔纳发现元素锕；1900年,多恩发现新惰性气体氡；克鲁克斯发现铀X；1901年,德马凯发现鑀(后证实是同位素钍230)；1902年,卢瑟福和索迪发现钍X…….

　　这许许多多的放射性物质,包括居里夫妇发现的钋和镭在内,总是与铀或钍一起存在于矿物之中,形影不离.这里不禁要问,它们与铀或钍之间究竟有什么关系呢?

　　要解决这个问题,首先要弄清楚放射性现象的本质是什么.事实上,在探索新放射性元素的同时,揭露放射性现象本质的工作也在相辅相成、紧张而有成效地开展着.

　　英国物理学家卢瑟福在1899年就发现,放射性物质放出的射线不是单一的,而可以分出带正电荷的α射线和带负电荷的β射线,前者穿透性较弱,后者穿透性较强.后来又分出一种穿透性很强的不带电荷的γ射线.如果让射线通过磁场或电场,那么这三种射线就分得一清二楚了：偏转角度很大的是β射线；偏向另一方、偏转角度较小的是α射线；不发生偏转的是γ射线.

　　1900年,多恩在镭制剂中发现惰性气体氡,这是一件非同寻常的事.根据这一事实,卢瑟福和索迪于1902年提出了一个大胆的假说.他们认为,放射性现象是一种元素的原子自发地转变为另一种元素的原子的结果,这个假说很快就得到了证实.1903年,索迪等做了一个实验：将氡焊封在细颈玻璃管内,然后用光谱法测量.他们观测到管内的氡不断消失,而氦则逐渐增加.原子衰变理论就这样建立起来了,它动摇了多少世纪以来作为经典化学基石的“原子不可分、化学元素不可变”的观念.

　　衰变理论指出了一种放射性元素的原子会衰变成另一种元素的原子,但如果进一步问,究竟衰变成了什么元素的原子呢?衰变理论并没有给出答案.十年以后建立了位移律,终于回答了这个问题.

　　在放射性物质的研究工作中,通常把发生衰变的物质称为母体,把衰变后生成的物质称为子体.1908年,索迪归纳了大量α衰变母体及其子体的化学性质,发现母体物质发生α衰变后,其化学价总是减少二价,例如六价的铀变成了四价的铀X,四价的钍变成了二价的介钍I,二价的镭变成了零价的惰性气体氡等等.于是,他总结出一条规则：某一元素作α衰变时,生成的子体是周期表中向左移两格的那个元素的原子.1913年,一些科学工作者又总结出另一条规则：某一元素作β衰变时,生成的子体是周期表中向右移一格的那个元素的原子.这两条规则合起来就是通常所说的位移律,它把衰变时放出的射线的性质和原子发生的变化有机地联系起来了.

　　在这段时间内,还发现某些不同的放射性物质,如鑀和钍、介钍I和镭等,它们的性质竟惊人地相似,如果偶尔把它们混在一起后,用化学方法就无法把它们分开.我们知道,不同的元素一般是可以用化学的方法分离的,不能用化学方法分离的一般是同一种元素.因此,势必得出如下结论：它们虽是不同的放射性物质,但属于同一种元素,于是提出了同位素的概念.所谓同位素就是化学性质相同的一类原子,它们的原子量不同,但原子序数相同,在周期表中占据同一个位置.

　　有了衰变理论、同位素概念和位移律,那许许多多已经发现的和进一步发现的放射性物质之间的关系,就比较容易搞清楚了.很快就建立起了铀和钍两个放射性衰变系列.

　　为了便于讨论,我们在这里先把原子核和射线方面的有关知识简要介绍一下.原子由原子核和绕核旋转的电子组成,原子核又由质子和中子组成.电子带1个负电荷,质于带1个正电荷,中子不带电荷.核电荷数(即质子数)在数值上等于元素的原子序数.质子的质量数为1,中子的质量数也为1,电子很轻很轻,其质量一般忽略不计.质子数和中子数之和就是原子核或原子的质量数.α射线又称α粒子,它是氦原子核,由两个质子和两个中子组成,质量数为4,带2个正电荷.β射线又称β粒子,它是电子,带1个负电荷.如果原子发生α衰变,那就是从原子核内放出一个α粒子,因此核电荷数(原子序数)减少2,质量数减少4；如果原子发生β衰变,放出一个电子,那就是相当于核内一个中子转变成了一个质子,因此核电荷数增加1,质量数不变.

　　放射性原子不但按一定的衰变方式进行衰变,而且衰变的速率也是一定的.某种放射性同位素衰变掉一半所需要的时间,称为该放射性同位素的半衰期.放射系中,始祖同位素的半衰期很长,铀-238的半衰期为45亿年,这与地球的年龄大致相同.钍-232的半衰期更长,达140亿年,正是由于这个缘故,才使它们得以在地球上留存.

　　不过,放射系中其它成员的半衰期要短得多.最长的不过几十万年；最短的还不到百万分之一秒.显然,它们是不可能在地球上单独存在的.但是,放射系中的每个成员都不但会衰变掉,而且同时也会由于上一个成员的衰变而得到补充,因此只要放射系的始祖元素存在,各中间成员也就决不会消失.这就象水库里的水不会枯竭一样：水库里的水不断流出去,同时又不断由