Mục lục bài viết

Phóng xạ là gì ? Các ứng dụng trong đời sống

Phóng xạ là gì ? Phóng xạ là hiện tượng mà một số nguyên tử không bền vững tự phân rã và phát ra các tia bức xạ như alpha (α), beta (β), và gamma (γ). Những nguyên tử này được gọi là chất phóng xạ

Phóng xạ là hay phóng xạ hạt nhân là hiện tượng một số 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.

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:

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.

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

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.

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…

Ứng dụng quan trọng của phóng xạ trong đời sống:

Y học:
- Chẩn đoán: Phóng xạ được sử dụng trong y học hạt nhân để chẩn đoán các bệnh, chẳng hạn như thông qua phương pháp xạ hình (scintigraphy) và chụp cắt lớp phát positron (PET scan).
- Điều trị: Điều trị ung thư bằng liệu pháp xạ trị, trong đó các tia bức xạ gamma hoặc proton được dùng để tiêu diệt tế bào ung thư.
Công nghiệp:
- Đo độ dày vật liệu: Trong sản xuất, phóng xạ được dùng để đo độ dày của các vật liệu như giấy, kim loại hay nhựa.
- Kiểm tra lỗi sản phẩm: X-quang công nghiệp sử dụng bức xạ để kiểm tra các khuyết tật bên trong sản phẩm mà không cần phá hủy chúng.
Năng lượng:
- Nhà máy điện hạt nhân: Phóng xạ được sử dụng để sản xuất năng lượng trong các nhà máy điện hạt nhân, thông qua quá trình phân hạch (fission) của các nguyên tố như uranium-235.
Nông nghiệp:
- Cải thiện giống cây trồng: Phóng xạ được dùng để gây đột biến gen trong cây trồng nhằm phát triển các giống có năng suất cao hoặc chống chịu tốt với sâu bệnh.
- Bảo quản thực phẩm: Chiếu xạ thực phẩm bằng tia gamma có thể giúp tiêu diệt vi khuẩn, nấm mốc và ký sinh trùng, kéo dài thời gian bảo quản mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng.
Nghiên cứu khoa học:
- Xác định tuổi địa chất: Phương pháp đồng vị phóng xạ, như uranium-238 và carbon-14, được sử dụng để xác định tuổi của các vật liệu tự nhiên, hóa thạch, và địa chất.