科普：ALPHA射線的穿透距離及其危害

有人說，ALPHA粒子一張紙就能擋住，人體皮膚也能阻擋，安啦。為什麽ALPHA粒子穿透距離如此不濟呢？因為它的質量大，比BETA射線（電子）大8000倍。

ALPHA粒子就是氦原子核，其質量約為4GeV，其動能約為5MeV。顯然其速度遠小於光速。通過相對論能量公式 E^2 = p^2 + m^2, 我們可以算出其速度隻有光速的20分之一。

一個帶電粒子射入物體會與物體內的帶電粒子發生同性相斥、異性相吸的電作用。假設射入粒子速度為V，那麽這個粒子與物體內電荷的作用時間與V成反比。也就是說物體內電荷得到的衝量與V成反比。這個衝量也就是物體內電荷獲得的動量。而它獲得的動能則是動量的平方除以質量2M。簡言之，入射粒子“碰撞”一次損失的動能與被撞粒子的質量成反比，與入射粒子速度平方成反比。

由此可見，速度越慢，單次相遇損失的能量越大。這個道理很簡單，如果入射粒子太快，還來不及與物體內的電荷相互作用就飛過去了。另外可以看出，能量主要是損失給物體內的電子。入射粒子與原子核的電相互作用基本不損失能量（加上原子核很小，粒子與原子核近距作用的幾率非常小）。

ALPHA粒子穿透距離短，正是因為其速度小，很快就把能量傳遞出去了。

但這並不是件什麽好事。恰恰相反。放射對人體的危害往往是因為吸入放射物，然後放射物在體內衰變，射出各種射線。如果射出的是ALPHA粒子，則幾乎全部能量都在短距離被吸收，導致細胞受到嚴重殺傷。這就像所謂“開花彈”一樣，其穿透力不強正是其殺傷力所在。