Из трех основных типов излучения, испускаемого во время радиоактивного распада, два являются частицами, а один - энергией; ученые называют их альфа, бета и гамма после первых трех букв греческого алфавита. Альфа- и бета-частицы состоят из материи, а гамма-лучи - это всплески энергии. Тип испускаемого излучения зависит от радиоактивного вещества; цезий-137, например, производит бета- и гамма-излучение, но не альфа-частицы.
Что происходит при радиоактивном распаде?
У атома, испускающего излучение, нестабильное ядро; во многих случаях это означает, что в нем слишком много нейтронов. Атомы снимают нестабильность, расщепляясь на части или испуская излучение; поскольку это может изменить количество протонов в ядре, оно может стать другим элементом. Например, уран-238 излучает альфа-частицу и становится торием-234. «Дочерний» атом также может быть радиоактивным; каждый новый элемент становится шагом в процессе, который заканчивается стабильным атомом.
Альфа-частицы
Альфа-частицы - это два протона, связанные с двумя нейтронами, по сути, это ядро атома гелия. По сравнению с другими формами излучения альфа-частицы тяжелы и обладают небольшой способностью проникать в материю; несколько футов воздуха или один лист бумаги - все, что нужно, чтобы заблокировать их. Однако при попадании радиоактивного материала в организм человека альфа-излучение может нанести серьезный ущерб человеческому телу, поскольку оно проникает в легкие и другие жизненно важные органы. Внутри Земли альфа-частицы, испускаемые радиоактивными минералами, становятся карманами газообразного гелия. Элементы, излучающие альфа-излучение, включают уран и полоний.
Бета-частицы
Как и в случае с альфа-частицами, бета-излучение исходит от ядра нестабильного атома. Бета-частицы - это электроны, и их масса намного меньше массы альфа-частиц - примерно в 1/8000 раз меньше. Их проникающая способность несколько выше, чем у альфа-лазеров, и для их блокировки требуется несколько миллиметров пластика или другого легкого материала. Как и альфа-излучение, бета-частицы электрически заряжены; Бета-версии имеют заряд -1, а альфы имеют заряд +2 из-за наличия двух протонов. Радиоактивный цезий-137 и стронций-90 являются примерами бета-излучателей.
Гамма лучи
Гамма-лучи - это форма электромагнитного излучения, а также видимый свет, радиоволны, инфракрасные и рентгеновские лучи. В отличие от альфа- и бета-частиц, гамма-лучи не имеют массы и электрического заряда. Когда нестабильный атом испускает гамма-излучение, элемент остается прежним. Например, радиоактивный барий остается барием после образования гамма-лучей. Защита от гамма-излучения требует свинцовой или бетонной защиты, так как излучение чрезвычайно энергично - оно похоже на рентгеновское, но с еще большей проникающей способностью. Производители гамма-излучения включают цезий-137, кобальт-60 и плутоний.