（一）天然放射性核素
天然放射性核素是指自然界中天然存在的不稳定原子核，它们能自发地放出射线，衰变成稳定的核素。它们自地球形成之初就已存在，主要来源于原始核素衰变、宇宙射线与大气相互作用产生的宇生核素，天然放射性核素（包括稳定核素）构成了地球上几乎所有的物质。
目前已发现的天然放射性核素约300种，其中具有实际影响和应用价值的约20种，主要分为三大天然放射系（铀-镭系、钍系、锕-铀系）及非系列天然核素。
表1 常见天然放射性核素
核素名称（符号） | 半衰期 | 衰变类型 | 主要用途 | 备注 |
铀-238 (238U) | 44.7亿年 | α衰变 | 核工业原料，用于制造核燃料；地质年代测定 | 自然界中铀的主要存在形式，分布最广 |
铀-235 (235U) | 7.04亿年 | α衰变 | 核反应堆核心燃料，用于核能发电、核武器制造 | 可发生核裂变，是人类利用核能的关键核素 |
钍-232 (232Th) | 140亿年 | α衰变 | 潜在核燃料，用于制造合金、催化剂；地质勘探 | 天然钍的唯一稳定同位素 |
镭-226 (226Ra) | 1600年 | α衰变（伴随γ射线） | 早期用于医疗放疗、夜光材料；现在主要用于科研 | 铀-238衰变产物，毒性较强 |
氡-222 (222Rn) | 3.82天 | α衰变 | 无直接用途，需重点防控（室内主要放射性污染物） | 镭-226衰变产物，易扩散到空气中 |
碳-14 (14C) | 5730年 | β衰变 | 考古断代（测定文物、化石年代）；生物医学示踪 | 广泛存在于生物体中，衰变稳定 |
（二）人工放射性核素
人工放射性核素是通过人工核反应（如核反应堆、加速器、核爆炸等）制造产生的，自然界中原本不存在或含量极低，需人工干预才能获得。目前人工制备的放射性核素已超过2000种，其中常用且具有实际应用价值的约100种，广泛应用于医疗、工业、农业等领域。
表2 核医学领域常见的人工放射性核素
核素名称（符号） | 半衰期 | 衰变类型 | 核心性质 | 主要用途 |
锝-99m (99mTc) | 6.02小时 | γ衰变（无β射线） | 射线能量适中、穿透力强，对人体损伤小 | 临床最常用显像核素，用于心脏、肝脏、骨骼等全身脏器显像，诊断肿瘤、炎症等疾病 |
碘-131 (131I) | 8.02天 | β衰变（伴随γ射线） | 易被甲状腺组织吸收，β射线射程短（仅数毫米） | 治疗甲状腺功能亢进、甲状腺癌；甲状腺显像诊断 |
氟-18 (18F) | 109.8分钟 | β⁺衰变（正电子湮灭） | 可标记葡萄糖等生物分子，穿透性强 | PET-CT显像核心核素，用于肿瘤早期诊断、心脏代谢评估、脑部疾病检测 |
钴-60 (60Co) | 5.27年 | β衰变（伴随γ射线） | γ射线能量高、强度稳定，穿透力强 | 肿瘤放疗（如肺癌、食管癌）；医疗设备消毒 |
表3 工业领域常见的人工放射性核素
核素名称（符号） | 半衰期 | 衰变类型 | 核心性质 | 主要用途 |
钴-60 (60Co) | 5.27年 | β衰变（伴随γ射线） | 射线稳定、穿透力强，不易受环境影响 | 工业探伤（检测钢材、焊缝、管道缺陷）；食品辐照灭菌；材料改性 |
铯-137 (137Cs) | 30.17年 | β衰变（伴随γ射线） | γ射线能量单一、强度稳定，易制备 | 辐射测厚（如钢板、塑料薄膜厚度检测）；密度测量；地质勘探 |
镅-241 (241Am) | 432.2年 | α衰变（伴随γ射线） | α射线电离能力强，能产生电离电流 | 烟雾报警器核心元件；工业静电消除；材料分析 |
表4 农业领域常见的人工放射性核素
核素名称（符号） | 半衰期 | 衰变类型 | 核心性质 | 主要用途 |
钴-60 (60Co) | 5.27年 | β衰变（伴随γ射线） | 辐射剂量易控制，对作物损伤可控 | 农作物育种（诱导基因突变，培育高产、抗病虫害品种）；农产品辐照保鲜 |
磷-32 (32P) | 14.3天 | β衰变 | 易被植物吸收，β射线射程短 | 农业示踪（研究农作物吸收磷元素的规律，优化施肥方案）；防治农作物病虫害 |
碳-14 (14C) | 5730年 | β衰变 | 标记稳定，易融入生物体内 | 研究农作物光合作用、养分代谢规律，优化种植技术 |
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