ลักษณะของธาตุกัมมันตรังสี

ธาตุมากกว่า 60 ชนิดมีไอโซโทปอย่างน้อยหนึ่งชนิดที่มีกัมมันตภาพรังสี ไอโซโทปเป็นตัวแปรขององค์ประกอบเฉพาะซึ่งนิวเคลียสมีจำนวนนิวตรอนต่างกัน ธาตุกัมมันตภาพรังสีสามารถแบ่งออกเป็นสามชั้น: ดั้งเดิม มีอยู่ก่อนโลกจะก่อตัว จักรวาลที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของรังสีคอสมิก และองค์ประกอบที่มนุษย์สร้างขึ้น ธาตุกัมมันตภาพรังสีทั้งหมดมีลักษณะเฉพาะบางประการ

นิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีไม่เสถียร นิวเคลียสจะสลายตัวเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้ปริมาณธาตุที่เหลืออยู่ลดลง การสลายตัวนี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติและไม่ต้องการสิ่งเร้าภายนอกให้เกิดขึ้น องค์ประกอบที่มนุษย์สร้างขึ้นทั้งหมดมีกัมมันตภาพรังสีและสลายตัว ความเร็วที่องค์ประกอบสลายตัวเรียกว่า "ครึ่งชีวิต" หรือระยะเวลาที่อะตอมครึ่งหนึ่งจะสลายตัว การวัดนี้สามารถกำหนดได้ว่าองค์ประกอบมีความเสถียรหรือไม่เสถียร ตัวอย่างเช่น ครึ่งชีวิตของยูเรเนียมมีมากกว่า 4 พันล้านปี ในขณะที่ครึ่งชีวิตของแฟรนเซียมมีมากกว่า 20 นาที

เมื่อองค์ประกอบสลายตัว อนุภาคย่อยของนิวเคลียสจะก่อตัวเป็นองค์ประกอบที่แตกต่างกัน อนุภาคเหล่านี้จะไม่สูญหายไปต่อสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น ยูเรเนียมจะสลายตัวในหลายขั้นตอน และกลายเป็นองค์ประกอบที่แตกต่างกันไปตลอดทาง ซึ่งรวมถึง:

• ทอเรียม
  
• โพรแทกทิเนียม
  
• เรเดียม
  
• เรดอน
  
• พอโลเนียม
  
• บิสมัท
  
• ตะกั่ว

ขั้นตอนสุดท้ายในซีรีส์คือตะกั่วเป็นองค์ประกอบที่มั่นคงที่ไม่สลายตัว องค์ประกอบที่สร้างขึ้นเหล่านี้เรียกว่าธิดาขององค์ประกอบหลัก

การแผ่รังสีเป็นพลังงานที่ปล่อยออกมาจากอะตอมเมื่อธาตุสลายตัวจากธาตุหนึ่งไปยังอีกธาตุหนึ่ง รังสีมีหลายประเภท รวมทั้งแสงและไมโครเวฟ เมื่อธาตุกัมมันตรังสีปล่อยพลังงาน รังสีจะเรียกว่ารังสีไอออไนซ์ ซึ่งรวมถึงอนุภาคที่มีประจุ อนุภาคที่มีประจุเหล่านี้เป็นรังสีที่เป็นอันตรายซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตาม รังสีที่ปล่อยออกมาจากธาตุบางชนิดอาจไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์และจัดอยู่ในประเภทรังสีอัลฟาและเบตา

มีการใช้เครื่องมือจำนวนหนึ่งเพื่อตรวจจับการมีอยู่ของวัสดุและองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสี ตัวนับ Geiger เป็นอุปกรณ์ที่รู้จักกันดีในการวัดระดับรังสี อุปกรณ์ทำงานโดยสร้างประจุไฟฟ้าเมื่อพบรังสีที่ปล่อยออกมาจากวัสดุกัมมันตภาพรังสี ยิ่งมีสารกัมมันตภาพรังสีมากเท่าใด ค่าที่อ่านได้บนอุปกรณ์ก็จะยิ่งสูงขึ้น