Avainero radioaktiivisuuden ja säteilyn välillä on se, että radioaktiivisuus on prosessi, jossa tietyt alkuaineet vapauttavat säteilyä, kun taas säteily on energiaa tai energeettisiä hiukkasia, joita radioaktiiviset elementit vapauttavat.
Radioaktiivisuus oli luonnollinen prosessi, joka on ollut olemassa universumissa ammoisista ajoista lähtien. Henry Becquerelin vuonna 1896 tekemä sattumalöytö oli siten, että maailma sai tietää siitä. Lisäksi tiedemies Marie Curie selitti tämän käsitteen vuonna 1898 ja ansaitsi työstään Nobel-palkinnon. Kutsumme maailmassa tapahtuvaa radioaktiivisuutta (lue tähdet) yksinään luonnolliseksi radioaktiivisuudeksi, kun taas ihmisen aiheuttamaa radioaktiivisuutta keinotekoiseksi radioaktiivisuudeksi.
Mitä radioaktiivisuus on?
Radioaktiivisuus on spontaani ydinmuutos, joka johtaa uusien alkuaineiden muodostumiseen. Toisin sanoen radioaktiivisuus on kyky vapauttaa säteilyä. Radioaktiivisia alkuaineita on suuri määrä. Normaalissa atomissa ydin on stabiili. Radioaktiivisten alkuaineiden ytimissä on kuitenkin neutronien ja protonien suhteen epätasapainoa; joten ne eivät ole vakaita. Näin ollen, jotta nämä ytimet olisivat vakaita, ne emittoivat hiukkasia, ja tämä prosessi on radioaktiivinen hajoaminen.
Kuva 01: Törmäykset ja radioaktiivinen hajoaminen kaaviossa
Jokaisella radioaktiivisella elementillä on hajoamisnopeus, jonka nimeämme sen puoliintumisajaksi. Puoliintumisaika kertoo ajan, jonka radioaktiivinen alkuaine tarvitsee pienentyä puoleen alkuperäisestä määrästään. Tuloksena olevia muunnoksia ovat alfahiukkasten emissio, beetahiukkasemissio ja orbitaalinen elektronien sieppaus. Alfahiukkaset, jotka vapautuvat atomin ytimestä, kun neutronien ja protonien välinen suhde on liian alhainen. Esimerkiksi Th-228 on radioaktiivinen alkuaine, joka voi lähettää alfahiukkasia eri energioilla. Kun beetahiukkanen emittoi, ytimen sisällä oleva neutroni muuttuu protoniksi lähettämällä beetahiukkasta. P-32, H-3, C-14 ovat puhtaita beetasäteilijöitä. Radioaktiivisuus mitataan yksiköillä, Becquerel tai Curie.
Mitä on säteily?
Säteily on prosessi, jossa aallot tai energiahiukkaset (esim. gammasäteet, röntgensäteet, fotonit) kulkevat väliaineen tai tilan läpi. Radioaktiivisten alkuaineiden epävakaat ytimet yrittävät vakiintua lähettämällä säteilyä. Säteilyä on kahta tyyppiä: ionisoivaa tai ionisoimatonta säteilyä.
Ionisoivalla säteilyllä on korkea energia, ja kun se törmää atomiin, atomi ionisoituu ja lähettää hiukkasen (esim.g. elektroni) tai fotoneja. Säteilevä fotoni tai hiukkanen on säteilyä. Alkusäteily jatkaa muiden materiaalien ionisoimista, kunnes kaikki sen energia on käytetty.
Kuva 02: Alfa-, beeta- ja gammasäteily
Ionisoimattomat säteilyt eivät säteile hiukkasia muista materiaaleista, koska niiden energia on pienempi. Ne kuljettavat kuitenkin tarpeeksi energiaa elektronien virittämiseksi maanpinnasta korkeammalle tasolle. Ne ovat sähkömagneettista säteilyä; sähkö- ja magneettikentän komponentit ovat siis samansuuntaiset toistensa ja aallon etenemissuunnan kanssa.
Alfa-, beeta-, röntgen- ja gamma-säteet ovat ionisoivaa säteilyä. Alfahiukkasilla on positiivinen varaus, ja ne ovat samanlaisia kuin He-atomin ydin. Ne voivat kulkea hyvin lyhyen matkan (esim.e. muutama sentti). Beetahiukkaset ovat kooltaan ja varaukseltaan samanlaisia kuin elektronit. Ne voivat kulkea pidemmän matkan kuin alfahiukkaset. Gamma- ja röntgensäteet ovat fotoneja, eivät hiukkasia. Gammasäteet ytimen sisältä ja röntgensäteet muodostuvat atomin elektronikuoreen. Ultravioletti, infrapuna, näkyvä valo ja mikroa altouuni ovat esimerkkejä ionisoimattomasta säteilystä.
Mitä eroa radioaktiivisuudella ja säteilyllä on?
Radioaktiivisuus on spontaani ydinmuutos, joka johtaa uusien alkuaineiden muodostumiseen, kun taas säteily on prosessi, jossa aallot tai energiahiukkaset (esim. gammasäteet, röntgensäteet, fotonit) kulkevat väliaineen tai tilan läpi. Siksi voimme sanoa, että avainero radioaktiivisuuden ja säteilyn välillä on se, että radioaktiivisuus on prosessi, jossa tietyt elementit vapauttavat säteilyä, kun taas säteily on energiaa tai energisiä hiukkasia, joita radioaktiiviset elementit vapauttavat. Lyhyesti sanottuna radioaktiivisuus on prosessi, kun taas säteily on energiamuoto.
Toisena tärkeänä erona radioaktiivisuuden ja säteilyn välillä voidaan sanoa mittayksikkö. Tuo on; radioaktiivisuuden mittayksikkö on joko Becquerel tai Curie, kun taas säteilyssä käytämme energian mittayksiköitä, kuten elektronivoltit (eV).
Yhteenveto – Radioaktiivisuus vs. säteily
Radioaktiivisuus ja säteily ovat erittäin tärkeitä termejä radioaktiivisille materiaaleille. avainero radioaktiivisuuden ja säteilyn välillä on se, että radioaktiivisuus on prosessi, jossa tietyt alkuaineet vapauttavat säteilyä, kun taas säteily on energiaa tai energisiä hiukkasia, joita radioaktiiviset elementit vapauttavat.
