Põhiline erinevus radioaktiivsuse ja kiirguse vahel seisneb selles, et radioaktiivsus on protsess, mille käigus teatud elemendid eraldavad kiirgust, samas kui kiirgus on energia või energeetilised osakesed, mida radioaktiivsed elemendid eraldavad.
Radioaktiivsus oli loomulik protsess, mis on universumis eksisteerinud juba ammusest ajast. Seega oli Henry Becquereli 1896. aastal juhuslik avastus, et maailm sai sellest teada. Lisaks selgitas teadlane Marie Curie seda kontseptsiooni 1898. aastal ja teenis oma töö eest Nobeli preemia. Me nimetame maailmas toimuvat radioaktiivsust (loe tähti) eraldiseisvaks looduslikuks radioaktiivsuseks, inimese poolt tekitatud aga kunstlikuks radioaktiivsuseks.
Mis on radioaktiivsus?
Radioaktiivsus on tuuma spontaanne muundumine, mille tulemuseks on uute elementide moodustumine. Teisisõnu, radioaktiivsus on võime eraldada kiirgust. Seal on suur hulk radioaktiivseid elemente. Tavalises aatomis on tuum stabiilne. Radioaktiivsete elementide tuumades esineb aga neutronite ja prootonite suhte tasakaalustamatust; seega ei ole need stabiilsed. Seega eraldavad need tuumad selleks, et muutuda stabiilseks, osakesi ja see protsess on radioaktiivne lagunemine.
Joonis 01: Kokkupõrked ja radioaktiivne lagunemine diagrammil
Igal radioaktiivsel elemendil on lagunemiskiirus, mida nimetame selle poolestusajaks. Poolestusaeg näitab aega, mille jooksul radioaktiivsel elemendil on vaja väheneda pooleni oma esialgsest kogusest. Saadud teisendused hõlmavad alfaosakeste emissiooni, beetaosakeste emissiooni ja orbiidi elektronide püüdmist. Alfaosakesed, mis eralduvad aatomi tuumast, kui neutronite ja prootonite suhe on liiga madal. Näiteks Th-228 on radioaktiivne element, mis võib eraldada erineva energiaga alfaosakesi. Kui beetaosake kiirgab, muundub tuuma sees olev neutron prootoniks, kiirgades beetaosakest. P-32, H-3, C-14 on puhtad beeta-emitterid. Radioaktiivsust mõõdetakse Becquereli või Curie ühikutega.
Mis on kiirgus?
Kiirgus on protsess, mille käigus lained või energiaosakesed (nt gammakiirgus, röntgenikiirgus, footonid) liiguvad läbi keskkonna või ruumi. Radioaktiivsete elementide ebastabiilsed tuumad üritavad kiirgust kiirgades muutuda stabiilseks. Kiirgust on kahte tüüpi: ioniseeriv ja mitteioniseeriv kiirgus.
Ioniseeriv kiirgus on suure energiaga ja kui see põrkub aatomiga, siis see aatom ioniseerub ja kiirgab osakest (nt.g. elektron) või footonid. Kiirgav footon või osake on kiirgus. Esialgne kiirgus jätkab teiste materjalide ioniseerimist, kuni kogu selle energia on ära kasutatud.
Joonis 02: alfa-, beeta- ja gammakiirgus
Mitteioniseeriv kiirgus ei eralda teistest materjalidest osakesi, kuna nende energia on väiksem. Siiski kannavad nad piisav alt energiat, et ergutada elektrone maapinn alt kõrgematele tasanditele. Need on elektromagnetkiirgus; seega peavad elektri- ja magnetvälja komponendid olema paralleelsed üksteisega ja laine levimissuunaga.
Alfa-, beeta-, röntgen- ja gammakiirgus on ioniseeriv kiirgus. Alfaosakestel on positiivne laeng ja nad on sarnased He-aatomi tuumaga. Nad võivad läbida väga lühikese vahemaa (st.e. paar sentimeetrit). Beetaosakesed on oma suuruse ja laengu poolest sarnased elektronidega. Nad võivad läbida pikema vahemaa kui alfaosakesed. Gamma- ja röntgenikiirgus on footonid, mitte osakesed. Tuuma seest tulevad gammakiired ja röntgenikiirgus moodustuvad aatomi elektronkihis. Ultraviolett, infrapuna, nähtav valgus, mikrolaineahi on mõned näited mitteioniseerivast kiirgusest.
Mis vahe on radioaktiivsusel ja kiirgusel?
Radioaktiivsus on tuuma spontaanne muundumine, mille tulemuseks on uute elementide moodustumine, samas kui kiirgus on protsess, mille käigus lained või energiaosakesed (nt gammakiirgus, röntgenikiirgus, footonid) liiguvad läbi keskkonna või ruumi. Seega võime öelda, et peamine erinevus radioaktiivsuse ja kiirguse vahel on see, et radioaktiivsus on protsess, mille käigus teatud elemendid eraldavad kiirgust, samas kui kiirgus on energia või energeetilised osakesed, mida vabastavad radioaktiivsed elemendid. Lühid alt öeldes on radioaktiivsus protsess, samas kui kiirgus on energiavorm.
Teise olulise erinevusena radioaktiivsuse ja kiirguse vahel võime öelda mõõtühiku. See on; radioaktiivsuse mõõtühik on kas Becquerel või Curie, samas kui kiirguse puhul kasutame energia mõõtühikuid, näiteks elektronvolte (eV).
Kokkuvõte – radioaktiivsus vs kiirgus
Radioaktiivsus ja kiirgus on radioaktiivsete materjalide puhul väga olulised mõisted. Peamine erinevus radioaktiivsuse ja kiirguse vahel on see, et radioaktiivsus on protsess, mille käigus teatud elemendid eraldavad kiirgust, samas kui kiirgus on energia või energeetilised osakesed, mida vabastavad radioaktiivsed elemendid.
