Phóng xạ và các loại tia

**Phóng xạ** là hiện tượng một hạt nhân không bền tự phát biến đổi thành hạt nhân khác, đồng thời phát ra bức xạ. Hạt nhân ban đầu gọi là hạt nhân mẹ; hạt nhân tạo thành gọi là hạt nhân con. Quá trình này có hai đặc điểm quan trọng. Thứ nhất, nó xảy ra tự phát, hầu như không phụ thuộc vào nhiệt độ hay áp suất thông thường. Thứ hai, thời điểm phân rã của từng hạt nhân là ngẫu nhiên. Vì vậy không thể dự đoán chính xác một hạt nhân riêng lẻ sẽ phân rã lúc nào; quy luật phóng xạ chỉ biểu hiện rõ khi xét một số lượng lớn hạt nhân.

| Dạng | Bản chất bức xạ | Điện tích | Hạt nhân thay đổi | |---|---|---|---| | $\alpha$ | Hạt nhân helium $^4_2\mathrm{He}$ | $+2e$ | $A$ giảm 4, $Z$ giảm 2 | | $\beta^-$ | Electron sinh ra trong biến đổi hạt nhân | $-e$ | $A$ không đổi, $Z$ tăng 1 | | $\beta^+$ | Positron | $+e$ | $A$ không đổi, $Z$ giảm 1 | | $\gamma$ | Photon có năng lượng cao | 0 | $A$, $Z$ không đổi; hạt nhân giảm năng lượng | Có thể biểu diễn sự thay đổi hạt nhân bằng các phương trình tổng quát: $$^{A}_{Z}X\rightarrow{}^{A-4}_{Z-2}Y+{}^4_2\mathrm{He} \quad (\alpha),$$ $$^{A}_{Z}X\rightarrow{}^{A}_{Z+1}Y+{}^0_{-1}e+\bar\nu \quad (\beta^-),$$ $$^{A}_{Z}X\rightarrow{}^{A}_{Z-1}Y+{}^0_{+1}e+\nu \quad (\beta^+).$$ Neutrino và phản neutrino không làm thay đổi phép cân bằng số khối và điện tích trong các phương trình trên.

Trong so sánh định tính ở phổ thông, tia $\alpha$ ion hóa mạnh nhưng đi được quãng ngắn; tia $\beta$ có mức đâm xuyên trung bình; tia $\gamma$ đâm xuyên mạnh hơn và cần lớp chắn thích hợp. Khả năng thực tế còn phụ thuộc năng lượng của bức xạ và vật liệu chắn. Không được đồng nhất “khó xuyên qua da” với “luôn an toàn”: nguồn phát $\alpha$ có thể rất nguy hiểm nếu chất phóng xạ đi vào cơ thể. Ba nguyên tắc bảo vệ cơ bản là giảm thời gian tiếp xúc, tăng khoảng cách đến nguồn và dùng che chắn phù hợp. Chỉ làm việc với nguồn phóng xạ theo quy trình và dưới sự giám sát chuyên môn.