Радіоактивність була відкрита в 1896 р французьким вченим Антуаном Анрі Беккерелем при вивченні люмінесценції солей урану. Виявилося, що уранові солі без зовнішнього впливу (мимовільно) випускали випромінювання невідомої природи, яке засвічує ізольовані від світла фотопластинки, іонізованних повітря, проникало крізь тонкі металеві пластинки, викликало люмінесценцію ряду речовин. Таким же властивістю володіли і речовини містять полоній 21084Ро і радій 226 88Ra.
Ще раніше, в 1985 р були випадково відкриті рентгенівські промені німецьким фізиком Вільгельмом Рентгеном. Марія Кюрі ввела в вживання слово «радіоактивність».
Радіоактивність - це мимовільне перетворення (розпад) ядра атома хімічного елемента, що приводить до зміни його атомного номера або зміни масового числа. При такому перетворенні ядра відбувається випускання радіоактивних випромінювань.
Розрізняються природна і штучна радіоактивність. Природною радіоактивністю називається радіоактивність, що спостерігається у існуючих в природі нестійких ізотопів. Штучної радіоактивністю називається радіоактивність ізотопів, отриманих в результаті ядерних реакцій.
Існує кілька видів радіоактивного випромінювання, що відрізняються по енергії і проникаючої здатності, які роблять неоднаковий вплив на тканини живого організму.
Альфа-випромінювання - це потік позитивно заряджених частинок, кожна з яких складається з двох протонів і двох нейтронів. Проникаюча здатність цього виду випромінювання невелика. Воно затримується декількома сантиметрами повітря, кількома аркушами паперу, звичайним одягом. Альфа-випромінювання може бути небезпечно для очей. Воно практично не здатне проникнути через зовнішній шар шкіри і не представляє небезпеки до тих пір, поки радіонукліди, що випускають альфа-частинки, не потраплять всередину організму через відкриту рану, з їжею або повітрям - тоді вони можуть стати надзвичайно небезпечними. В результаті опромінення відносно важкими позитивно зарядженими альфа-частками через певний час можуть виникнути серйозні пошкодження клітин і тканин живих організмів.
Бета-випромінювання - це потік рухомих з величезною швидкістю негативно заряджених електронів, розміри і маса яких значно менше, ніж альфа-частинок. Це випромінювання має більшу проникаючу здатність у порівнянні з альфа-випромінюванням. Від нього можна захиститися тонким листом металу типу алюмінію або шаром дерева товщиною 1.25 см. Якщо на людині немає щільного одягу, бета-частинки можуть проникнути через шкіру на глибину кілька міліметрів. Якщо тіло не прикрите одягом, бета-випромінювання може пошкодити шкіру, воно проходить в тканини організму на глибину 1-2 сантиметри.
Гамма-випромінювання, подібно рентгенівським променям, являє собою електромагнітне випромінювання надвисоких енергій. Це випромінювання дуже малих довжин хвиль і дуже високих частот. З рентгенівськими променями знаком кожен, хто проходив медичне обстеження. Гамма-випромінювання має високу проникаючу здатність, захиститися від нього можна лише товстим шаром свинцю або бетону. Рентгенівські та гамма-промені не несуть електричного заряду. Вони можуть пошкодити будь-які органи.
Всі види радіоактивного випромінювання не можна побачити, відчути чи почути. Радіація не має ні кольору, ні смаку, ні запаху. Швидкість розпаду радіонуклідів практично не можна змінити відомими хімічними, фізичними, біологічними та іншими способами. Чим більше енергії передасть випромінювання тканин, тим більше ушкоджень викличе воно в організмі. Кількість переданої організму енергії називається дозою. Дозу опромінення організм може отримати від будь-якого виду випромінювання, в тому числі і радіоактивного. При цьому радіонукліди можуть перебувати поза організмом або всередині його. Кількість енергії випромінювання, яке поглинається одиницею маси опромінюється тіла, називається поглинутою дозою і вимірюється в системі СІ в греях (Гр).
При однаковій поглиненої дози альфа-випромінювання набагато небезпечніше бета- і гамма-випромінювань. Ступінь впливу різних видів випромінювання на людину оцінюють за допомогою такої характеристики як еквівалентна доза. різному пошкоджувати тканини організму. В системі СІ її вимірюють в одиницях, званих зіверт (Зв).
Радіоактивним розпадом називається природне радіоактивне перетворення ядер, що відбувається мимовільно. Ядро, що відчуває радіоактивний розпад, називається материнським; виникає дочірнє ядро, як правило, виявляється порушеною, і його перехід в основний стан супроводжується випусканням γ-фотона. Т.ч. гамма-випромінювання - основна форма зменшення енергії збуджених продуктів радіоактивних перетворень.
Альфа-розпад. β-промені є потоком ядер гелію Чи не. Альфа-розпад супроводжується вильотом з ядра α-частинки (Не), при цьому спочатку перетворюється в ядро атома нового хімічного елемента, заряд якого менше на 2, а масове число - на 4 одиниці.
Швидкості, з якими α-частинки (тобто ядра Не) вилітають з розпався ядра, дуже великі (
Пролітаючи через речовину, α-частинка поступово втрачає свою енергію, витрачаючи її на іонізацію молекул речовини, і, врешті-решт, зупиняється. α-частинка утворює на своєму шляху приблизно 106 пар іонів на 1 см шляху.
Чим більше щільність речовини, тим менше пробіг α-частинок до зупинки. В повітрі при нормальному тиску пробіг становить кілька сантиметрів, в воді, в тканинах людини (м'язи, кров, лімфа) 0,1-0,15 мм. α-частинки повністю затримуються звичайним листком паперу.
α- частки не дуже небезпечні в разі зовнішнього опромінення, тому що можуть затримуватися одягом, гумою. Але α-частинки дуже небезпечні при попаданні всередину людського організму, через велику щільність виробленої імім іонізації. Пошкодження, що виникають в тканинах не оборотні.
Бета-розпад буває трьох різновидів. Перший - ядро, що зазнала перетворення, випускає електрон, друге - позитрон, третє - називається електронний захоплення (е-захоплення), ядро поглинає один з електронів.
Третій вид розпаду (електронний захоплення) полягає в тому, що ядро поглинає один з електронів свого атома, в результаті чого один з протонів перетворюється в нейтрон, випускаючи при цьому нейтрино:
Швидкість руху β-частинок у вакуумі дорівнює 0,3 - 0,99 швидкості світла. Вони швидше ніж α-частинки, пролітають через зустрічні атоми і взаємодіють з ними. β-частинки мають меншим ефектом іонізації (50-100 пар іонів на 1 см шляху в повітрі) і при попаданні β-частинки всередину організму вони менш небезпечні ніж α-частинки. Однак проникаюча здатність β-частинок велика (від 10 см до 25 м і до 17,5 мм в біологічних тканинах).
Гамма-випромінювання - електромагнітне випромінювання, що випускається ядрами атомів при радіоактивних перетвореннях, яке поширюється у вакуумі з постійною швидкістю 300 000 км / с. Це випромінювання супроводжує, як правило, β-розпад і рідше - α-розпад.
γ-випромінювання подібно рентгенівському, але має значно більшу енергією (при меншій довжині хвилі). γ-промені, будучи електрично нейтральними, не відхиляються в магнітному і електричному полях. У речовині і вакуумі вони поширюються прямолінійно і рівномірно на всі боки від джерела, не викликаючи прямої іонізації, при русі в середовищі вони вибивають електрони, передаючи їм частину або всю свою енергію, які виробляють процес іонізації. На 1см пробігу γ-промені утворюють 1-2 пари іонів. У повітрі вони проходять шлях від кількох сот метрів і навіть кілометрів, в бетоні - 25 см, в свинці - до 5 см, у воді - десятки метрів, а живі організми пронизують наскрізь.
γ-промені становлять значну небезпеку для живих організмів як джерело зовнішнього опромінення.