Tính phóng xạ của nguyên tố là
như thế nào?
Phóng xạ là hiện tượng một số hạt nhân nguyên tử không bền tự biến
đổi và phát ra các bức xạ hạt nhân (thường được gọi là các tia phóng
xạ). Các nguyên tử có tính phóng xạ gọi là các đồng vị phóng xạ, còn
các nguyên tử không phóng xạ gọi là các đồng vị bền. Các nguyên tố
hóa học chỉ gồm các đồng vị phóng xạ (không có đồng vị bền) gọi là
nguyên tố phóng xạ.
Tia phóng xạ có thể là chùm các hạt mang điện dương như hạt anpha,
hạt proton; mang điện âm như chùm electron (phóng xạ beta); không
mang điện như hạt nơtron, tia gamma (có bản chất giống như ánh sáng
nhưng năng lượng lớn hơn nhiều). Sự tự biến đổi như vậy của hạt nhân
nguyên tử, thường được gọi là sự phân rã phóng xạ hay phân rã hạt
nhân.
Tự phân hạch là quá trình hạt nhân của các nguyên tử phóng xạ có số
khối lớn. Ví dụ uranium tự vỡ ra thành các mảnh hạt nhân kèm theo sự
thoát ra nơtron và một số hạt cơ bản khác, cũng là một dạng của sự
phân rã hạt nhân.
Trong tự phân hạch và phân rã hạt nhân đều có sự hụt khối lượng, tức
là tổng khối lượng của các hạt tạo thành nhỏ hơn khối lượng hạt nhân
ban đầu. Khối lượng bị hao hụt này chuyển hóa thành năng lượng
khổng lồ được tính theo công thức nổi tiếng của Albert Einstein E=mc²
trong đó E là năng lượng thoát ra khi phân rã hạt nhân, m là độ hụt khối
và c=298 000 000 m/s là vận tốc ánh sáng trong chân không.
——————–
Năm 1896, nhà vật lý học người Pháp Béccơren đã phát hiện ra một
hiện tượng hết sức kỳ lạ ngay trong phòng thí nghiệm của ông. Không
thể lý giải được cuốn phim âm bản được gói kỹ bằng giấy đen và đặt
trong ngăn kéo bàn đã bị nhiễm sáng. Tại sao vậy? Sau khi nghiên cứu
một cách tỉ mỉ, ông phát hiện nguyên nhân làm cho giấy in ảnh bị
nhiễm sáng là do kali sunfat đặt cùng với phim âm bản có thể phát ra
một loại tia sáng mà mắt thường không thể nhìn thấy được. Tia sáng
này đã làm cho cuộn phim âm bản bị nhiễm sáng. Tiếp theo, ông còn
tiến hành thí nghiệm đối với các loại vật chất có chứa chất urani khác
và phát hiện những chất có chứa urani đều có thể phát ra loại tia này.
Sau này, người ta gọi loại tia sáng này là tia urani, đồng thời gọi những
nguyên tố có thể phát ra tia urani là nguyên tố có tính phóng xạ. Việc
phát hiện các nguyên tố có tính phóng xạ và hiện tượng phóng xạ đã
mở ra một lĩnh vực hoàn toàn mới đối với hoạt động nghiên cứu khoa
học.
Sau Béccơren, hai vợ chồng Quy Ry đã tìm ra nguyên tố Pôlôni (Po) và
nguyên tố Rađiom (Ra) có tính phóng xạ mạnh hơn Urani. Các hoạt
động nghiên cứu trong lĩnh vực này tiếp tục tìm ra ngày càng nhiều các
nguyên tố có tính phóng xạ mới, trong đó có cả các nguyên tố tự nhiên
và những nguyên tố nhân tạo.
Những tia do các nguyên tố có tính phóng xạ phát ra mà con người
không thể nhìn thấy là rất nguy hiểm. Khi cường độ của chúng vượt
quá một lượng nhất định thì có thể làm chết một tế bào bình thường,
ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ. Tháng 12 năm 1983, tại Khoa Phóng xạ
của một bệnh viện ở thị trấn Waleisi thuộc Mátxcơva của Nga, một
thanh kim loại Co-60 có tính phóng xạ rất mạnh dùng để điều trị ung
thư đã bị đánh cắp và bán cho một cơ sở thu mua phế liệu. Thanh kim
loại này đã làm cho cư dân ở vùng này bị nhiễm xạ, hơn 200 người bị
mắc bệnh máu trắng do nhiễm xạ từ chất Co-60 quá mức cho phép.
Nhưng, nếu chúng ta kiểm soát được mức độ nhiễm xạ, chúng có thể
đem lại hạnh phúc cho con người. Người ta đã lợi dụng đặc điểm của
tính phóng xạ này tiêu diệt được những khối u ác tính và những vi
khuẩn gây bệnh để điều trị bệnh ung thư. Ngoài ra, chúng cũng thường
được dùng trong hoạt động nghiên cứu khoa học và sản xuất nông
nghiệp.