Vad är radioaktivitet? Vad är strålning?

Instabila atomkärnor sönderdelas spontant för att bilda kärnor med högre stabilitet. Nedbrytningsprocessen kallas radioaktivitet. Energin och partiklarna som frigörs under nedbrytningsprocessen kallas strålning. När instabila kärnor sönderdelas i naturen kallas processen för naturlig radioaktivitet. När de instabila kärnorna bereds i laboratoriet kallas sönderdelningen inducerad radioaktivitet.

Det finns tre huvudtyper av naturlig radioaktivitet:

Alfastrålning

Alfastrålning består av en ström av positivt laddade partiklar, kallad alfapartiklar, som har en atommassa på 4 och en laddning på +2 (en heliumkärna). När en alfapartikel matas ut från en kärna minskar massantalet för kärnan med fyra enheter och atomantalet minskar med två enheter. Till exempel:

²³⁸₉₂U → ⁴₂han + ²³⁴₉₀th

Heliumkärnan är alfa-partikeln.

Betastrålning

Betastrålning är en ström av elektroner som kallas betapartiklar. När en beta-partikel kastas ut omvandlas en neutron i kärnan till en proton, så massans antal för kärnan är oförändrad, men atomantalet ökar med en enhet. Till exempel:

²³⁴₉₀ → ⁰_-1e + ²³⁴₉₁pa

Elektronen är beta-partikeln.

Gammastrålning

Gamma-strålar är foton med hög energi med en mycket kort våglängd (0,0005 till 0,1 nm). Utsläppen av gammastrålning är resultatet av en energiförändring i atomkärnan. Gammaemission förändrar varken atomnumret eller atommassan. Alpha- och beta-emission åtföljs ofta av gamma-emission, eftersom en upphetsad kärna sjunker till ett lägre och mer stabilt energitillstånd.

Alfa-, beta- och gammastrålning åtföljer också inducerad radioaktivitet. Radioaktiva isotoper framställs i labbet med användning av bombardementsreaktioner för att omvandla en stabil kärna till en som är radioaktiv. Positron (en partikel med samma massa som en elektron, men en laddning på +1 istället för -1) emission observeras inte i naturlig radioaktivitet, men det är ett vanligt sönderfallssätt vid inducerad radioaktivitet. Bombardementsreaktioner kan användas för att producera mycket tunga element, inklusive många som inte förekommer i naturen.