Nhiều hoạt động trong tự nhiên diễn ra xung quanh chúng ra và không để ý nhưng có ý nghĩa rất quan trọng. Phóng xạ là một trong những hiện tượng như vậy. Vậy phóng xạ là gì? Nguồn phóng xạ gồm những chất gì? Ứng dụng của phóng xạ trong đời sống. Chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu thông qua bài viết dưới đây.
1. Phóng xạ là gì?
Phóng xạ là quá trình các hạt nhân nguyên tử mất ổn định nên tự biến đổi rồi phát ra các bức xạ hạt nhân.Henry Becquerel là người đầu tiên phát hiện ra hiện tượng phóng xạ này khi đang làm việc với vật liệu phát quang. Một hợp chất Uranium được đặt trong ngăn kéo có các tấm ảnh, được bọc trong một tờ giấy đen. Sau đó, khi những tấm ảnh được kiểm tra, ông thấy rằng có những tấm ảnh bị đen đi trong khi những hợp chất khác thì không! Sự tiếp xúc này đã dẫn đến khái niệm về sự phóng xạ. Từ đó, người ta nghiên cứu nhiều hơn về phóng xạ.
2. Các nguồn phóng xạ?
Nguồn phóng xạ là khối vật chất có khả năng phát ra các tia bức xạ như các tia gamma, hạt alpha, hạt beta, và neutron…Các nguyên tử có tính phóng xạ được gọi là các đồng vị phóng xạ, còn nguyên tử không có tính chất này được gọi là đồng vị bền. Khi các nguyên tố hóa học chỉ chứa các đồng vị phóng xạ và không có bất kỳ đồng vị bền nào thì được gọi là nguyên tố phóng xạ. Một vật chất chứa các nguyên tử này được gọi là chất phóng xạ.
Một số nguồn phóng xạ cụ thể như sau:
2.1. Nhà máy điện đốt than
Than là một nhiên liệu không tinh khiết, có thể chứa các chất phóng xạ như Uranium, Thorium… Khi cháy, chúng có khả năng phóng xạ và thải vào bầu khí quyển, tồn tại trong hệ sinh thái của chúng ta.2.2. Vụ nổ vũ khí hạt nhân
Các vụ thử vũ khí hạt nhân để lại các đồng vị phóng xạ tồn tại rất lâu trong khí quyển. Hiện nay, một số chất vẫn còn tồn tại.
2.3. Trong tự nhiên
Ngoài ra, các chất phóng xạ còn có trong tự nhiên. Các hạt tích điện phản ứng với bầu khí quyển của trái đất để tạo ra tia phóng xạ thứ cấp chiếu tới trái đất. Bầu khí quyển che chắn cho chúng ta khỏi những tia này.3. Các tia phóng xạ là gì?
Các bức xạ hạt nhân phát ra từ quá trình phóng xạ được gọi là các tia phóng xạ. Chúng là các dòng hạt chuyển động nhanh chóng thành một dòng.Các loại tia phát ra từ chất phóng xạ gồm:
- Tia alpha: Là dòng các hạt alpha có điện tích bằng 2 lần điện tích proton, được phóng ra với vận tốc là khoảng 20.000 km/s. Có thể dễ dàng bị chặn lại bởi 1 tờ giấy.
- Tia beta: Là dòng các electron tự do, mang điện tích âm, chuyển động với vận tốc lớn khoảng 270.000 km/s. Một tấm kim loại có thể chặn tia này lại.
- Tia gamma: Là dòng các hạt photon, không mang điện tích, có tính chất như ánh sáng nhưng bước sóng nhỏ hơn, tốc độ khoảng 100.000 km/s. Tia này có khả năng xuyên qua vật chất cao nên cần một vật liệu có mật độ dày chặn lại như tấm chì dày.
- Ngoài ra còn một số tia khác như các neutron không có điện tích và các hạt neutrino không có điện tích, được phóng ra với vận tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Hạt neutrino phát ra cùng với các hạt beta trong phóng xạ phân rã beta.
Ngoài việc tìm thấy tia phóng xạ từ các chất phóng xạ, những tia này còn được quan sát thấy ở các nguồn khác nhau như va chạm của các tia trong khí quyển trái đất, lò phản ứng hạt nhân...
4. Ứng dụng của phóng xạ trong đời sống
Một số sử dụng phóng xạ trong đời sống như sau:4.1. Ứng dụng của phóng xạ trong y học
Chất phóng xạ được sử dụng rộng rãi trong chẩn đoán và điều trị riêng được gọi là y học hạt nhân. Nó là chất đánh dấu trong một số quy trình chẩn đoán. Bởi các đồng vị phóng xạ có tính chất giống với các đồng vị ổn định của một nguyên tố nên có thể thay thế các đồng vị này trong quá trình sinh lý. Ngoài ra, nó dễ dàng tìm lại được ngay cả với số lượng rất nhỏ.Ví dụ như:
- I131 để xác định cung lượng tim, thể tích huyết tương, đo hoạt động của tuyến giáp.
- P32 giúp xác định khối u ác tính do chúng có xu hướng tích lũy Photpho nhiều hơn tế bào bình thường…
- Technetium-99m được sử dụng với các thiết bị quét ảnh phóng xạ, rất có giá trị để nghiên cứu cấu trúc giải phẫu của các cơ quan.
- Cobalt-60 và cesium-137 được sử dụng rộng rãi để điều trị ung thư. Chúng có thể được sử dụng một cách có chọn lọc đối với các khối u ác tính, giúp làm giảm thiểu thiệt hại cho các mô khỏe mạnh lân cận.
4.2. Ứng dụng của phóng xạ trong công nghiệp
Ứng dụng quan trọng nhất của phóng xạ trong công nghiệp là sản xuất điện dựa trên việc giải phóng năng lượng phân hạch của Uranium. Đây là các lò phản ứng hạt nhân.Ngoài ra, đồng vị phóng xạ còn được dùng để đo độ dày, mật độ của tấm kim loại hay gây đột biến ở thực vật giúp bảo tồn thực phẩm có khả năng tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh…