Chỉ hơn một thế kỷ trước, một nhà khoa học người Pháp ít được biết đến tên là Henri Becquerel đã bắt gặp một thứ gì đó mới mẻ và vô cùng gây sửng sốt. Theo thời gian, những tia này được phát hiện có mặt trong một số nguyên tố xuất hiện tự nhiên và được mệnh danh là phóng xạ. Những kim loại trưng bày chúng cũng được gọi là Đồng vị phóng xạ.
Đồng vị phóng xạ, (còn được gọi là đồng vị phóng xạ hoặc hạt nhân phóng xạ), là các nguyên tử có số lượng neutron khác với một nguyên tử thông thường. Do sự mất cân bằng này, các đồng vị này có hạt nhân không ổn định phân rã và trong quá trình phát ra các tia alpha, beta và gamma cho đến khi đồng vị đạt đến sự ổn định. Một khi nó ổn định, đồng vị đã biến đổi hoàn toàn thành một nguyên tố khác. Mỗi nguyên tố hóa học có một hoặc nhiều đồng vị phóng xạ, với hơn 1.000 đồng vị chiếm tổng cộng. Khoảng 50 trong số này được tìm thấy trong tự nhiên; phần còn lại được sản xuất một cách nhân tạo là kết quả trực tiếp của các phản ứng hạt nhân hoặc gián tiếp là hậu duệ phóng xạ của các sản phẩm này.
Trong số các đồng vị phóng xạ tự nhiên, có ba loại được sử dụng để nhóm chúng. Đầu tiên là các hạt nhân phóng xạ nguyên thủy, có nguồn gốc chủ yếu bên trong các ngôi sao và giống như uranium và thorium, vẫn tồn tại bởi vì thời gian bán hủy của chúng quá lâu đến nỗi chúng vẫn chưa phân rã hoàn toàn. Nhóm thứ hai, các hạt nhân phóng xạ thứ cấp, là các đồng vị phóng xạ có nguồn gốc từ sự phân rã của các hạt nhân phóng xạ nguyên thủy và được đặc trưng bởi thời gian bán hủy ngắn hơn. Nhóm thứ ba và cuối cùng được biết là các hạt nhân phóng xạ vũ trụ, bao gồm các đồng vị như Carbon 14 liên tục được tạo ra trong khí quyển do các tia vũ trụ. Mặt khác, các hạt nhân phóng xạ được sản xuất nhân tạo được tạo ra bởi các lò phản ứng hạt nhân, máy gia tốc hạt hoặc bởi các máy phát hạt nhân phóng xạ (nơi đồng vị cha mẹ, thường được sản xuất trong lò phản ứng hạt nhân, được phép phân rã để tạo ra đồng vị phóng xạ). Ngoài ra, vụ nổ hạt nhân được biết là cũng tạo ra đồng vị phóng xạ nhân tạo.
Đồng vị phóng xạ được sử dụng ngày nay cho nhiều mục đích. Khi nói đến lĩnh vực y học hạt nhân, các đồng vị phóng xạ được sử dụng trong MRI Lành và tia X cho mục đích chẩn đoán, cho xạ trị đích và khử trùng thiết bị y tế. Trong sinh hóa và di truyền học, các hạt nhân phóng xạ được sử dụng trong nghiên cứu phân tử và DNA để tạo ra các nhãn phân tử và các quá trình hóa học và sinh lý học. Carbon-14, một đồng vị vũ trụ tự nhiên, được sử dụng để xác định niên đại carbon bởi các nhà khảo cổ học, cổ sinh vật học và nhà địa chất. Trong nông nghiệp, bức xạ được sử dụng để ngăn chặn sự nảy mầm của cây trồng rễ, tiêu diệt ký sinh trùng và sâu bệnh và trong thú y. Và khi nói đến công nghiệp, các hạt nhân phóng xạ được sử dụng để nghiên cứu tốc độ hao mòn của kim loại, để kiểm tra rò rỉ và đường nối, phân tích các chất ô nhiễm, nghiên cứu sự chuyển động của nước mặt, đo lượng nước chảy ra từ mưa và tuyết, và tốc độ dòng chảy của suối và sông.
Chúng tôi đã viết nhiều bài viết về đồng vị phóng xạ cho Tạp chí Vũ trụ. Ở đây, một bài báo về đồng vị, và ở đây, một bài viết về sự phân rã phóng xạ.
Nếu bạn thích thêm thông tin về đồng vị phóng xạ, hãy xem các bài viết này từ Trung tâm tài nguyên NDT và Chương trình khoa học.
Chúng tôi cũng đã ghi lại toàn bộ tập phim Thiên văn học đúc tất cả về Thời đại của vũ trụ. Nghe ở đây, Tập 122: Vũ trụ bao nhiêu tuổi?.
Người giới thiệu:
http://en.wikipedia.org/wiki/Radionuclide
http://en.wikipedia.org/wiki/Radioactive_decay
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/489027/radioactive-isotope
http://en.wikipedia.org/wiki/Radiocarbon_dating
http://www.ehow.com/about_5095610_radioactive-isotopes.html
