浅谈核衰变、核裂变、核聚变所释放的辐射
浅谈核衰变、核裂变、核聚变所释放的辐射
袁乐熙
2026年8月
一提起核能，不少人可能会联想到核电、辐射，甚至相关的安全问题。若要进一步理解这些议题，便需要先认识核衰变、核裂变和核聚变。核衰变、核裂变和核聚变都涉及原子核的变化，并可能伴随辐射的释放。不过，三者发生的过程、释放的辐射以及应用范围各有不同。
核衰变
在核衰变的过程中，不稳定的原子核会放射出粒子及能量，衰变成较稳定的原子核。这个过程自发而随机地发生，不需要任何外力触发，也不能控制其发生与否。核衰变的过程中放射出来的辐射可以是α粒子、β粒子、γ射线或中子。在一个样本中，随著不稳定的原子核衰变成较稳定的原子核，不稳定的原子核逐渐减少，核衰变发生的次数和频率也会减少，释放的辐射量便会慢慢减少。
图一 核衰变的过程
核裂变
核裂变是指一个较重的原子核分裂成两个或多个较轻的原子核。核裂变所释放的能量一般较高，能量以γ射线或中子的形式放出。
核裂变是核电站将核能转化为电能的重要一环。然而，核裂变很少自发发生。在核电站中，人们利用中子轰击较重的原子核，促使它们裂变。核裂变发生时释放的中子可以进一步使其他原子核裂变。通过控制中子的数量、吸收和反应堆条件，可以维持裂变链式反应的稳定。
图二 核裂变的过程
核聚变
核聚变是两个或多个原子核合并成一个较重原子核的过程。这个过程一般释放非常多能量，这些能量也是以γ射线或中子的形式放出。
太阳及其他恒星的能量来源正是核聚变。核聚变和核裂变的其中一个关键相异在于，核聚变通常不会像核裂变那样产生大量长期有放射性的产物，因此其长期放射性风险一般较低。不过，因为原子核都带正电荷，会互相排斥，要令核聚变发生，通常需要极高的温度及适当的约束条件。科学家正努力研究如何稳定地控制核聚变，并尝试将其发展为一种更洁净的能源。
图三 核聚变的过程
总括而言，核衰变、核裂变和核聚变虽然都涉及原子核的变化，但三者在发生过程、辐射释放及实际应用上均有明显分别。核衰变多属自然发生的过程；核裂变已被应用于核能发电；核聚变则仍属未来能源研究的方向。