放射性(radioactivity)和嬗變(transmutation)的區別

放射性和嬗變的關鍵區別在於，放射性是指自然嬗變，而嬗變是指通過自然或人工手段將一種化學元素轉變成另一種化學元素。

放射性和嬗變都是化學過程，涉及原子核的變化，從現有的化學元素中形成新的化學元素。放射性是一種嬗變過程。

什麼是放射性(radioactivity)？

放射性是一種自發核轉變的無機過程，它導致新元素的形成。這意味著放射性是物質釋放輻射的能力。我們可以在自然界中找到許多不同的放射性元素。通常，正常（非放射性）原子的原子核是穩定的。在放射性元素的原子核中，中子與質子的比例不平衡，這使它們不穩定。因此，這些原子核傾向於發射粒子以達到穩定，這個過程被稱為放射性衰變。

通常，放射性元素有一個衰變的速率：半衰期。放射性元素的半衰期是指放射性元素減少到原來量的一半所需的時間。由此產生的轉換包括α粒子發射、β粒子發射和軌道電子俘獲。當中子與質子比太低時，從原子核發射的α粒子。例如，Th-228是一種放射性元素，可以發射不同能量的α粒子。在β粒子發射中，原子核內的中子通過發射β粒子轉化為質子。P-32，H-3，C-14是純β發射體。放射性的測量單位是貝克勒爾或居里。

當放射性在自然界發生時，我們稱之為自然放射性。鈾是最重的自然元素（原子序數92）。然而，這些不穩定的原子核可以在實驗室裡用緩慢移動的中子轟擊它們。我們可以稱之為人工放射性。雖然有釷和鈾的放射性同位素，但人工放射性意味著我們正在創造一系列具有放射性的反式鈾元素。

什麼是嬗變(tran**utation)？

嬗變是改變原子核中原子結構的化學過程，它導致一種化學元素轉變成另一種化學元素。嬗變分為自然嬗變和人工嬗變兩種。

自然嬗變是自然發生的核嬗變。在這個過程中，原子核中的質子或中子的數量發生變化，導致化學元素髮生變化。這種類型的自然嬗變發生在恆星的核心；我們稱之為恆星核合成（在恆星的核心，核聚變反應產生新的化學元素）。在大多數恆星中，這些聚變反應發生在氫和氦之間。然而，大型恆星可以通過鐵等重元素進行化學聚變反應。

圖01：恆星核合成

人工嬗變是一種我們可以作為人工過程進行的嬗變。這種類型的嬗變是通過原子核被另一個粒子轟擊而發生的。這種反應可以把一種特定的化學元素轉變成另一種化學元素。這個反應的第一個實驗反應是用α粒子轟擊氮原子產生氧氣。通常，新形成的化學元素顯示出放射性。我們將這些元素命名為tracer元素。最常見的用於轟擊的粒子是α粒子和氘核。