淺談核衰變、核裂變、核聚變所釋放的輻射

袁樂熙

2026年8月

一提起核能，不少人可能會聯想到核電、輻射，甚至相關的安全問題。若要進一步理解這些議題，便需要先認識核衰變、核裂變和核聚變。核衰變、核裂變和核聚變都涉及原子核的變化，並可能伴隨輻射的釋放。不過，三者發生的過程、釋放的輻射以及應用範圍各有不同。

核衰變

在核衰變的過程中，不穩定的原子核會放射出粒子及能量，衰變成較穩定的原子核。這個過程自發而隨機地發生，不需要任何外力觸發，也不能控制其發生與否。核衰變的過程中放射出來的輻射可以是α粒子、β粒子、γ射線或中子。在一個樣本中，隨著不穩定的原子核衰變成較穩定的原子核，不穩定的原子核逐漸減少，核衰變發生的次數和頻率也會減少，釋放的輻射量便會慢慢減少。

圖一核衰變的過程

核裂變

核裂變是指一個較重的原子核分裂成兩個或多個較輕的原子核。核裂變所釋放的能量一般較高，能量以γ射線或中子的形式放出。

核裂變是核電站將核能轉化為電能的重要一環。然而，核裂變很少自發發生。在核電站中，人們利用中子轟擊較重的原子核，促使它們裂變。核裂變發生時釋放的中子可以進一步使其他原子核裂變。通過控制中子的數量、吸收和反應堆條件，可以維持裂變鏈式反應的穩定。

圖二核裂變的過程

核聚變

核聚變是兩個或多個原子核合併成一個較重原子核的過程。這個過程一般釋放非常多能量，這些能量也是以γ射線或中子的形式放出。

太陽及其他恆星的能量來源正是核聚變。核聚變和核裂變的其中一個關鍵相異在於，核聚變通常不會像核裂變那樣產生大量長期有放射性的產物，因此其長期放射性風險一般較低。不過，因為原子核都帶正電荷，會互相排斥，要令核聚變發生，通常需要極高的溫度及適當的約束條件。科學家正努力研究如何穩定地控制核聚變，並嘗試將其發展為一種更潔淨的能源。

圖三核聚變的過程

總括而言，核衰變、核裂變和核聚變雖然都涉及原子核的變化，但三者在發生過程、輻射釋放及實際應用上均有明顯分別。核衰變多屬自然發生的過程；核裂變已被應用於核能發電；核聚變則仍屬未來能源研究的方向。