表面上看來，α射線、β射線和γ射線都是射線，但本質上是不同的，這三種射線在傳播過程中與物質的作用也各不相同。下面先來探討他們的本質。

α射線、β射線和γ射線，都是由核反應產生的。核反應主要分為核裂變、核聚變、粒子轟擊、放射性衰變，衰變屬於自然反應，而核裂變、核聚變和粒子轟擊可以人工干預。

放射性元素的原子核會自發的衰變，比如鈾和鐳等，原子核的衰變按所釋放出的射線可以分為三種方式，即α衰變、β衰變和γ衰變。

（上圖為放射性元素鈾238的衰變之旅）

α射線、β射線和γ射線本質上是高速運動的高能粒子流。阿爾法衰變射出的是α粒子，而貝塔衰變射出的是電子，伽馬衰變射出的是光子。若以穿透力排名，γ粒子>β粒子>α粒子。

下面來簡單介紹一下。

1，α射線

α射線是高速運動的α粒子流

α粒子是核反應過程中產生的，它由兩個中子和兩個質子構成，本質上是氦的同位素氦4的原子核。

α粒子是帶兩個單位正電的高能粒子，質量很大為氫原子的4倍，速度可達每秒2萬公里。正是因為質量大且帶電，它在穿過介質後會迅速失去能量，因此穿透力不大，一張薄紙就能將其阻擋。

地球上的氦氣主要就是地球上的放射性元素衰變產生的。

2，β射線

β射線是高速運動的電子流

電子相信就不用多介紹了，它是構成原子的重要粒子，帶有一個單位電荷。原子由帶正電的原子核（原子核由帶一個單位正電荷的質子和電中性的中子構成）和圍繞它的核外電子（負電子）組成。電子質量非常小，原子中99.9%的質量都集中於原子核上。

當原子核發生β衰變時，就會釋出高能電子，其速度可達光速的99%。不過僅僅一張鋁箔就能將其阻擋。

β衰變可分為三種

正貝塔衰變：原子核內的一個質子轉變為一箇中子時，就會向外同時釋放一個正電子和一箇中微子。

負貝塔衰變：原子核內的一箇中子轉變為一個質子時，釋放的是一個負電子，還會產生一個反中微子。

軌道電子俘獲：即原子核從核外電子中俘獲一個電子（負電子）的衰變過程，原子核中一個質子吸收電子後將變為中子，這個過程並不會向外輻射電子，但會向外發射一箇中微子。

（上圖為貝塔衰變的三種反應模式）

在貝塔衰變過程中，正電子若與負電子相遇，就會發生湮滅，並釋放出伽馬射線。

3，γ射線

γ射線是高能電磁波，或者說是光子流。

光子的質量為0，不帶電荷，以光速在空間中傳播。伽馬射線是波長短於0.1納米的電磁波。當原子核從激發態（高能狀態）轉變為基態時就會向外輻射出伽馬射線。

γ射線有很強的穿透力，需要較厚的鉛板才可以將其阻擋，如果是混凝土牆得需要1.5米才能徹底屏蔽它。即使這樣，伽馬射線也很難穿透大氣到達地表。要是沒有大氣層，陸地上估計也就不會有生命了。

宇宙中的伽馬射線主要產生於恆星的核聚變反應。

伽馬射線之所以具有如此強的穿透力，是因為光子沒有質量、沒有電荷，並且光具有波粒二象性，可以很容易的繞開障礙物。雖然所有粒子都具有波粒二象性，光子的波動性顯然更強。

什麼是伽馬射線暴？

伽瑪射線暴是來自天空中某一方向的伽瑪射線強度在短時間內突然激增的現象，持續時間在0.1-1000秒。伽瑪暴是發生在恆星級天體中的一種現象。伽瑪暴是宇宙中發生的最劇烈的爆炸。

恆星在生命的末期發生超新星爆發，以及黑洞或者中子星發生合併，都會產生伽馬射線暴。伽馬射線暴在宇宙中並不經常發生，一發生就是大事件。

據科學家們的推測，地球上的某次生物大滅絕事件就可能與伽馬射線暴有關。距離地球較近的高能伽馬射線會改變地球的大氣環境。

總結

α射線、β射線和γ射線在宇宙中廣泛存在，在宇宙射線中就存在這三種射線的蹤跡。宇宙射線中89%都是質子（氫原子核），剩下10%是α粒子（氦原子核），β粒子（電子）、γ射線（光子）和中微子等粒子佔據了餘下的1%。

經過上面的介紹，大家知道，阿爾法粒子和貝塔粒子帶有電荷，很容易與其他物質發生相互作用，傳播方向也很容易在電磁場的作用下發生偏轉。阿爾法粒子和貝塔粒子的穿透力也比較弱，正貝塔粒子還很容易發生湮滅反應，故不能形成射線暴。

（三種射線在磁場作用下的偏轉效果示意圖）

而伽馬射線卻不受電磁場的影響，且伽馬射線的穿透力本身就很強，容易聚集成束。形成射線暴的一個重要原因就是大量的高能輻射，在宇宙中顯然只有伽馬射線才具有這個資格，因為各種高能的恆星級天體活動（相對來說，最常見的就是超新星爆發），都會產生大量的伽馬射線。

（上圖為超新星爆發過程的藝術照）

綜上所述，宇宙中沒有α或者β射線暴是合情合理的，只有伽馬射線才能穿越數萬光年與我們相見。

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