ديدکلي:
مواد راديواکتيو از اتم هاي ناپايداري تشکيل مي شوند که تجزيه مي شوند و انرژي سطح بالايي به نام تابش راديواکتيو را آزاد مي کنند اين اتمها نهايتا عناصر جديدي را تشکيل مي دهند. سه نوع تابش راديواکتيو وجود دارد که ذرات آلفا ، ذرات بتا ، و پرتوهاي گاما خوانده مي شوند.
اطلاعات اوليه: پرتو آلفا (دو پروتون و دو نوترون): جرم چهار واحد اتمي (a.m.u) و بارالکتريکي مثبت در پرتو بتا (الکترونهاي سريع): جرم ناچيز و بارالکتريکي منفي يک و پرتو گاما (موج الکترومغناطيسي): بدون جرم و بدون بار (مثلا انرژي خالص)
تاريخچه: حدود اواخر قرن نوزدهم اکثر دانشمندان بر اين عقيده بودند که تمام مسائل عمده فيزيک حل شده اند ، به غير از چند مورد جزئي براي قطعيت دادن به برخي نظريه هاي ضروري بود. در سال 1895 ، رزتگن اشعه ايکس را کشف کرد. اين اشعه نخست در معاينات پزشکي به کار رفت و بعدها براي بررسي ساختمان اساسي مواد مورد استفاده قرار گرفت چند ماه بعد ماري کوري اين پديده جديد را راديو اکتيو ناميد. او و شوهرش پي ير کوري ، همچنين پولونيم (po ، فلز ضعيف) و راديم (Ra ، فلز قليايي خاکي) را کشف کردند. ماري کوري نخستين کسي بود که از اصطلاح «راديواکتيو» براي موادي که فعاليت الکترومغناطيسي قابل توجه دارند استفاده کرد. خاصيت راديواکتيويته اين دو عنصر جديد از اورانيم بيشتر بود.
سير تحولي و رشد:ماري کوري تحقيق خود را با جستجوي کاربردهاي پزشکي راديواکتيو ادامه داد. و قدرت تشعشع ترکيبات اورانيم را اندازه گرفت و تحقيق خود را به عناصر ديگر از جمله توريم ، گسترش داد.
در سال 1934 ميلادي زوج ژوليو- کوري راديواکتيويته مصنوعي را کشف کرد.
ماري کوري پي ير کوري همراه با فيزيکدان فرانسوي هانري بکرل (1908-1852 م) مدل ديوي انجمن سلطنتي انگلستان و جايزه نوبل را در فيزيک براي کشف راديواکتيو دريافت مي کنند. پي ير کوري کشف مي کند که راديم Ra خود بخود حرارت آزاد مي کند.
در سال 1910 ميلادي در کنفرانس بروکسل در مورد راديواکتيويته ، واحد راديواکتيويته به افتخار او کوري ناميده شد. در مورد کشف راديواکتيويته توسط هانري بکرل بايد بگوييم که در سال 1896 ميلادي ، بکرل در جستجوي شواهدي بود که ثابت کند مواد شيميايي که نور طبيعي فلوئورسان هستند از خود پرتو ساطع مي کنند.
او يک نمونه سولفات پتاسيم اورانيم را برداشت و آن را همراه با يک صفحه عکاسي در کاغذ سياه پيچيد. از آنجا که روزي ابري بودنمونه بکرل خاصيت فلوئورساني را از خود نشان نمي داد. او آن را درکشويي در آزمايشگاه خود گذاشت و به آزمايشهاي خود در مورد لامپهاي اشعه کاتدي ادامه داد. چند روز بعد ، دريافت که نمونه تصويري را بر روي صفحه عکاسي ايجاد کرده است. اين نشان مي داد که ماده مذکور شکلي از تشعشع را که بعدا ماري کوري آن را راديواکتيويته ناميد ، از خود ساطع کرده است.1922 ميلادي نيلز بور نظريه طيفهاي ساختار اتمي را منتشر کرد و در 1927 ميلادي اصل مکمل بودن را تنظيم مي کند که رفتار پيچيده راديواکتيويته را توصيف مي کند.
ارنست رادرفورد فيزيکدان بريتاني نيوزلندي الاصل (1871-1937) بر روي راديواکتيويته و ماهيت ذرات آلفا (داراي بار مثبت) تحقيق کرد و متوجه شد که بار مثبت اتم در مرکز آن و در هسته اي ريز و متراکم متمرکز است. در سال 1930 ميلادي رادرفورد تشعشعات مواد راديواکتيو را منتشر کرد.
تابشهاي راديواکتيو:چنان که گفته شد سه نوع تابش راديواکتيو وجود دارد که ذرات آلفا از چهار ذره اتمي ، يعني دو پروتون و دو نوترون تشکيل مي شوند. اين ذرات ضعيفترين نوع تابش راديواکتيو هستند. و بار الکتريکي مثبت دارند. مسير آنها را مي توان با صفحه کاغذ مسدود کرد. ذرات بتا قدرتمند و از ذرات اتمي که الکترون خوانده مي شوند و بار منفي دارند تشکيل مي شونداز اين کاغذ عبور مي کند ولي آلومينيوم آن را مسدود مي کند. پرتوهاي گاما از همه قدرتمند ترند. آنها امواج الکترومغناطيسي اند و فاقد بارالکتريکي مي باشند. اما پرتوهاي گاما را فقط لايه ضخيمي از سرب متوقف مي سازد. خروجي يا تابش راديواکتيو مي تواند وارد بافتهاي زنده شود و به آنها صدمه بزند. بنابراين اطراف آن بايد کنترل شود. اين تابش را با وسيله اي به نام شمارنده گايگر – مولر ، که نام آن از مخترعانش اقتباس شده است ، مي توان اندازه گرفت. وقتي تابش راديواکتيو وارد اين شمارنده مي شود ، گاز موجود در آن حامل الکتريسيته مي شود. مقدار بار را مي توان روي صفحه اي قرائت کرد يا از طريق يک بلند گو به صورت صداهاي تيک تيک خاصي شنيد.
نيمه عمر:نيمه عمر يک ماده زماني است که طول مي کشد تا خاصيت راديواکتيويته آن به نصف کاهش يابد. مثلا نيمه عمر کربن 14 (شکل خاصي از عنصر کربن) 5600 سال است. يعني 5600 سال طول مي کشد تا نصف اتم هاي راديواکتيو کربن دچار فروپاشي شوند ، يا يک گرم از اتم هاي راديواکتيو به نيم گرم تقليل يابد. 5600 سال ديگر طول مي کشد که همين مقدار نيز به نصف برسد و به همين ترتيب.
نيمه عمر عناصر مختلف از چند ثانيه تا ميليونها سال متغير است. فروپاشي شبکه اي زباله هاي اتمي زيان بخش حاصل از نيروگاههاي هسته اي ميليونها سال طول مي کشد. و همه موجودات زنده روي زمين حاوي مقدار معيني کربن 14 (کربن راديواکتيو) هستند که با تبادل مداوم گازهاي اکسيژن و دي اکسيد کربن بين موجودات زنده و جو زمين تشکيل مي شود. وقتي يک گياه يا حيوان مي ميرد ، اين تبادل متوقف مي شود و کربن 14 شروع به فروپاشي مي کند.
دانشمندان مي دانند که نيمه عمر اين کربن 5600 سال است. بنابراين پس از اين مدت جسم مرده دقيقا نصف تشعشع راديواکتيو زمان زندگي خود را ساطع مي کند. اين فروپاشي با آهنگ ثابتي انجام مي شود و در نتيجه اين امکان وجود دارد که با اندازه گيري ميزان تابش زمان مرگ موجود مورد نظر را دريافت. باستانشناسان از عمر بعضي کربن براي يافتن تاريخ موميايي هاي مصر باستان استفاده کرده اند.
از ديدگاه نظري ، همه مواد راديواکتيو نهايتا به سرب تبديل مي شوند ، هسته اتم سرب پايدار است و بنابراين خاصيت راديواکتيو ندارد.اما اين امر به طور تجربي اثبات نشده است. زيرا نيمه عمر بعضي از عناصر بيش از عمر انسانهاست.
عناصر متداول و نيمه آنها:اورانيم 238 نيمه عمر آن 5 ميليارد سال
اورانيم 235 نيمه عمر آن700 ميليون سال
پلوتونيم239 نيمه عمر آن 24000سال
کربن 14 نيمه عمر آن 5600 سال
يد131 نيمه عمر آن 8 روز
طلاي 198 نيمه عمر آن 3 روز
سديم 24 نيمه عمر آن 15 ساعت
فلوئور 17 نيمه عمر آن 1 دقيقه
پولونيم 214 نيمه عمر آن00000003/0 ثانيه
سرب پايدار(بدون نيمه عمر)
کاربردها: بسياري از ايزوتوپها راديواکتيو هستند يعني ذرات با فرکانس بالا را از هسته (مرکز) اتمهاي خود ساطع مي کنند. از آنها مي توان براي دنبال کردن مسير مواد متحرکي که از ديد پنهان هستند ، مانند جريان خون در بدن يک بيمار در بيمارستان ، استفاده کرد.
در جريان خون:مقدار کمي از يک ايزوتوپ راديواکتيو به درون جريان خون بيمار تزريق مي شود. سپس مسير آن توسط آشکار سازهاي خاصي که فعاليت راديواکتيويته را مشخص مي کنند دنبال مي شود. اين اطلاعات به يک کامپيوتر داده مي شود که صفحه آن هرگونه اختلالي مانند انعقاد خون در رگها را نشان مي دهد. با استفاده از روشي مشابه ، مي توان از ايزوتوپها براي مطالعه جريان مايعات در تاسيسات شيميايي نيز استفاده کرد.
در فرسودگي ماشين آلات:آهنگ فرسودگي ماشين آلات صنعتي را نيز مي توان با استفاده از ايزوتوپها اندازه گرفت. مقادير اندکي از ايزوتوپها راديواکتيو به بخشهاي فلزي ماشين آلات ، مانند ياتاقانها و رينگ پيستونها اضافه مي شود. سپس سرعت فرسودگي با اندازه گرفتن راديواکتيويته روغني که براي روغنکاري اين بخشها به کار رفته است محاسبه مي شود.
اندازه گيري راديو اکتيويتهخروجي يا تابش راديواکتيو مي تواند وارد بافتهاي زنده شود و به آنها صدمه بزند ، بنابراين اطراف آن بايد کنترل شود . اين تابش را با وسيله اي به نام شمارنده گايگر ـمولر ، که نام آن از مخترعانش اقتباس شده است ، مي توان اندازه گرفت وقتي تابش راديو اکتيو وارد اين شمارنده مي شود ، گاز موجود در آن حامل الکتريسيته مي شود . مقدار بار را مي توان روي صفحه اي قرائت کرد ، يا از طريق يک بلندگو به صورت صداهاي تيک تيک خاصي شنيد.