Tekst źródłowy strony Radioaktywność

[[Plik:Radioactive.svg|thumb|Znak ostrzegający przed substancjami promieniotwórczymi i promieniowaniem jonizującym]]
[[Plik:Logo iso radiation.svg|thumb|Symbol przeznaczony do stosowania wewnątrz obudów urządzeń, jako ostrzeżenie, aby zaprzestać demontażu urządzenia i oddalić się od niego.]]
{{Dopracować|źródła=2017-01}}

'''Radioaktywność'''<ref group="uwaga">Z [[łac.]] ''radius'' 'promień', ''activus'' 'czynny' od ''actum'' 'rzecz zrobiona' od ''agere'' 'czynić; działać' ([http://web.archive.org/web/20161211060830/http://www.slownik-online.pl:80/kopalinski/3BCA801C514E550AC12565820014A55E.php ''Słownik Wyrazów Obcych'']).</ref>, '''promieniotwórczość''' – zdolność niektórych [[izotop]]ów do emisji promieniowania jonizującego wynikająca z samoistnych przemian [[Jądro atomowe|jąder atomowych]] nietrwałych izotopów, zwanych [[izotopy promieniotwórcze|promieniotwórczymi]], w jądra innych izotopów, zazwyczaj innego [[pierwiastek chemiczny|pierwiastka]]. Przemianom towarzyszy [[promieniowanie jonizujące]] będące emisją wysokoenergetycznych [[cząstka elementarna|cząstek elementarnych]], [[Jądro atomowe|jąder atomowych]] i [[Promieniowanie elektromagnetyczne|promieniowania elektromagnetycznego]].<!--EF T2 s867-->

== Definicje i określenia ==
Określenia ''promieniotwórczy'' i ''radioaktywny'' odnosi się także do ciał wytwarzających promieniowanie jonizujące zawierających promieniotwórcze izotopy.

Promieniotwórczość wywołana istniejącymi naturalnie w przyrodzie izotopami jest nazywana ''promieniotwórczością naturalną'', a wywołana nuklidami wytworzonymi w reakcjach jądrowych ''promieniotwórczością sztuczną''.

[[Skażenie promieniotwórcze]] to zanieczyszczenie lub występowanie w ciałach lub na ich powierzchni izotopów  promieniotwórczych w ilościach wytwarzających promieniowanie w ilościach niezamierzonych lub niepożądanych.
 
Promieniowanie towarzyszące [[Reakcja jądrowa|przemianie jądrowej]] (zarówno elektromagnetyczne, jak i strumień cząstek) przechodząc przez ośrodek powoduje jego [[jonizacja|jonizację]]. Po przekroczeniu pewnego poziomu, wywiera ono szkodliwy wpływ na żywe organizmy. Pochłonięcie jego dużej dawki może spowodować [[choroba popromienna|chorobę popromienną]]. Badaniem promieniowania powstającego w wyniku radioaktywności jak i innych rodzajów promieniowań zajmuje się [[radiometria]]. [[Dozymetria]] bada metody pomiaru dawek promieniowania jonizującego, a ich wpływ na organizmy żywe [[radiobiologia]].

<!--Najczęściej jest związany z emisją [[Promieniowanie alfa|cząstek alfa]], [[Promieniowanie beta|cząstek beta]] oraz [[promieniowanie gamma|promieniowania gamma]]. ??-->
<!--Szczególnym rodzajem promieniotwórczości jest [[rozszczepienie jądra atomowego]], podczas którego radioaktywne jądro rozpada się na dwa fragmenty oraz emituje liczne cząstki, między innymi [[neutron]]y, które mogą indukować kolejne rozszczepienia. Zjawisko takiej [[reakcja łańcuchowa|reakcji łańcuchowej]] jest wykorzystane w [[elektrownia jądrowa|elektrowniach jądrowych]] oraz w [[Broń jądrowa|broni jądrowej]].-->

== Główne źródła promieniowania ==
Źródłami radioaktywności są niestabilne [[izotopy]] [[pierwiastek chemiczny|pierwiastków]], zarówno [[promieniotwórczość naturalna|występujące naturalnie]], jak i wytworzone przez człowieka. Do najbardziej znaczących należą:
* [[tryt|³H]], wytwarzany m.in. w wyniku eksperymentów termojądrowych, a także w wyniku reakcji jądrowych zachodzących w [[atmosfera|atmosferze]],
* [[Datowanie radiowęglowe|<sup>14</sup>C]], stale produkowany przez [[promieniowanie kosmiczne]] w górnych warstwach [[atmosfera|atmosfery]], obecny we wszystkich organizmach żywych, w tym w ciele człowieka. Ten izotop jest podstawą [[Datowanie radiowęglowe|datowania radiowęglowego]],
* [[potas|<sup>40</sup>K]], obecny m.in. w minerałach i kościach, stanowiący 0,0117% całej zawartości potasu,
* [[Kobalt-60|<sup>60</sup>Co]], otrzymywany przez [[Aktywacja neutronowa|aktywację neutronową]] naturalnego [[kobalt]]u,
* [[Radon|Rn]], krótko żyjący element tzw. [[szereg promieniotwórczy|szeregów promieniotwórczych]]; jest gazem, więc może uwalniać się z miejsca powstania, np. z gleby, materiałów budowlanych itp.; największe znaczenie ma <sup>222</sup>Rn, pochodzący z szeregu [[uran (pierwiastek)|<sup>238</sup>U]], jego okres połowicznego zaniku wynosi 3,8 dnia,
* [[Rad (pierwiastek)|Ra]], także pierwiastek występujący w szeregach promieniotwórczych; największe znaczenie ma izotop <sup>226</sup>Ra z szeregu <sup>238</sup>U, którego okres połowicznego zaniku wynosi 1599 lat,
* [[Tor (pierwiastek)|<sup>232</sup>Th]], długo żyjący izotop obecny w niektórych minerałach i w glebie,
* [[Uran (pierwiastek)|U]], występujący w minerałach i w glebie; największe znaczenie mają: <sup>238</sup>U, mniej obfity izotop <sup>235</sup>U oraz sztucznie uzyskany <sup>233</sup>U – dzięki podatności na rozszczepienie są wykorzystywane w reaktorach i bombach jądrowych,
* [[Pluton (pierwiastek)|Pu]], uzyskiwany sztucznie z uranu; izotop <sup>239</sup>Pu, także podatny na rozszczepienie, stosowany jest podobnie jak uran.

Radioaktywność tych i wielu innych izotopów ma zastosowania w medycynie (diagnostyka, terapia nowotworów), archeologii i geologii ([[datowanie izotopowe]]), technice oraz badaniach naukowych.

[[Znaki bezpieczeństwa|Znakiem ostrzegającym]] jest stylizowana [[koniczyna]] na żółtym bądź czerwonym tle.

== Historia odkrycia radioaktywności ==
=== Henri Becquerel ===
Zjawisko promieniotwórczości odkrył francuski fizyk [[Henri Becquerel]] w [[1896]] roku, badając zjawisko [[fosforescencja|fosforescencji]]. Jego doświadczenia polegały na naświetlaniu światłem słonecznym minerałów, a potem zawijaniu ich w kliszę światłoczułą w celu zbadania, czy występuje zjawisko fosforescencji, czyli świecenie badanej substancji (zaczerniające kliszę), indukowane światłem słonecznym. Z powodu niepogody nie zdążył naświetlić światłem słonecznym próbki rudy uranowej, włożył ją więc do swojego fartucha laboratoryjnego. Klisza i próbka rudy były przechowywane w ten sposób przez kilka dni, po czym Becquerel przypomniał sobie o kliszy i ją wywołał. Okazało się, że uległa prześwietleniu, ale tylko w miejscach, gdzie stykała się z próbką rudy. Zainteresowany tym zjawiskiem Becquerel przetestował wpływ innych soli o właściwościach fosforescencyjnych na klisze fotograficzne i zauważył, że nie tylko rudy uranu, ale też jego sole powodują to zjawisko, tak więc zjawisko prześwietlania klisz okazało się niezwiązane z samą fosforescencją{{odn|Kronika techniki|s=346}}.

Badania Becquerela dowiodły, że źródłem tego promieniowania nie jest tylko sól uranu, ale też uran metaliczny oraz każdy związek chemiczny, zawierający wystarczającą ilość uranu. Becquerel zbadał naturę tego promieniowania i doszedł do wniosku, że jest to [[promieniowanie elektromagnetyczne]] o zbliżonej charakterystyce do [[promieniowanie rentgenowskie|promieni X]] (była to błędna interpretacja). Sugerował istnienie tzw. fosforescencji opóźnionej, występującej po kilku dniach od naświetlania. Wskazał także że intensywność zaczernienia kliszy ma związek z ilością uranu w próbce. Nie dysponował metodą pomiarową by określić moc promieniowania, miał bowiem do dyspozycji tylko klisze fotograficzne. Wówczas promieniowanie emitowane przez uran nazwano promieniowaniem Becquerela.

=== Małżeństwo Curie ===
Po publikacjach Becquerela zainteresowanie promieniowaniem uranu osłabło. [[Maria Skłodowska-Curie]] szukając tematu do swojej pracy doktorskiej postanowiła zająć się promieniowaniem różnych substancji. Korzystnym zbiegiem okoliczności było niedawne odkrycie przez jej męża Pierre'a i jego brata Jacques'a zjawiska piezoelektryczności kwarcu, oraz zainteresowanie Piotra Curie właściwościami promieniowania X do jonizacji powietrza, co skutkowało skonstruowaniem w 1897 r. przez małżeństwo Curie bardzo czułego przyrządu do pomiaru prądu jonizacji powietrza, wywołanej promieniowaniem. Skonstruowanie przyrządu mierzącego intensywność promieniowania umożliwiło jego dokładne badanie. Ustalili, że rudy uranowe i pozostałości rud po uzyskaniu uranu, wykazują dużo większą radioaktywność, niż sam uran, co może świadczyć o istnieniu jakichś innych związków promieniotwórczych{{odn|Wróblewski}}.

Przyrząd do pomiaru promieniowania umożliwił weryfikowanie procedur selekcjonowania czynnika promieniotwórczego z [[Blenda smolista|blendy smolistej]]. Maria wraz z Piotrem Curie podjęli żmudne badania, polegające na wyizolowaniu tych związków z rudy uranowej na drodze reakcji chemicznych, odkryła i wydzieliła dwa pierwiastki. 18 lipca 1898 r. ogłosili odkrycie [[polon]]u (symbol Po, liczba atomowa 84), a 26 grudnia 1898 r. wspólnie z Gustawem Bémontem donieśli o odkryciu radu (symbol Ra, liczba atomowa 88), który był wielokrotnie bardziej radioaktywny od uranu{{odn|Wróblewski}}. Wydzielenie mierzalnych ilości nowego pierwiastka było wymagane, aby określić jego właściwości oraz otrzymać [[widmo emisyjne]], co było niezbędne do zgłoszenia tego pierwiastka jako nowego.

=== Ernest Rutherford i dalsze odkrycia ===
Odkrycia nowych pierwiastków, oraz informacja o bardzo silnej promieniotwórczości radu na nowo zainteresowały badaczy promieniowaniem. Wyodrębnienie radu umożliwiło dokładniejsze zbadanie zależności ilościowych emisji energii od ilości pierwiastka promieniotwórczego w próbce{{odn|Wróblewski}}.

16 października 1899 roku na posiedzeniu Akademii Nauk [[André Debierne]] ogłasza odkrycie [[aktyn]]u, kolejnego pierwiastek promieniotwórczego{{odn|Wróblewski}}.

{{link-interwiki|Otto Walkhoff|Q=Q119188}} w 1900 r. stwierdza, że promieniowanie [[Rad (pierwiastek)|radu]] może niszczyć tkanki biologiczne{{odn|Kronika techniki|s=362}}.

Pod koniec XIX w. do badań właściwości promieniowania ciał radioaktywnych włącza się [[Ernest Rutherford]], testuje właściwości promieniowania podane przez Becquerela. W latach 1896, 1898 odkrył, że promieniowanie emitowane przez materię ma różnych charakter, to niosące [[ładunek elektryczny]] dodatni nazwał [[Promieniowanie alfa|promieniowaniem alfa]], a niosące ładunek ujemny [[Promieniowanie beta|promieniowaniem beta]]. Po odkryciu przez {{link-interwiki|Paul Ulrich Villard|Q=Q531898|tekst=Paula Villarda}} promieniowania, na które nie działa pole elektryczne i magnetyczne, Rutherford nazywa je [[Promieniowanie gamma|promieniowaniem gamma]].

W 1900 roku Becquerel zmierzył stosunek masy do ładunku (m/e) dla cząstek beta, odkrył, że stosunek ten jest identyczny jak dla elektronu Thomsona, zasugerował w związku z tym, że cząstka beta jest elektronem<ref>{{Cytuj |redaktor = Michael F. L'Annunziata |tytuł = Handbook of radioactivity analysis |data = 2012 |data dostępu = 2025-03-17 |isbn = 978-0-12-384874-1 |wydanie = 3. ed |miejsce = Amsterdam Boston Heidelberg London New York Oxford Paris San Diego San Francisco Sydney Tokyo |wydawca = Elsevier |s = 3}}</ref>.

W 1902 r. [[Ernest Rutherford]] i jego student [[Frederick Soddy]] odkryli, że promieniotwórczość wywołuje [[Transmutacja|przemianę pierwiastków]], a powstający pierwiastek ma mniejszą liczbę atomową od promieniującego {{odn|Kronika techniki|s=362}}.

{{link-interwiki|Bertram Boltwood|Q=Q828438}} badając chemicznie skład rud uranu, odkrywa w 1906 r. [[szereg promieniotwórczy]]. Ustalił, że rudy uranu zawierają zawsze ołów, z czego wywnioskował, że jest on końcowym produktem rozpadu uranu. Stosunek ilości radu do uranu w rudzie jest stały. W przechowywanym przez wiele miesięcy w laboratorium [[aktyn]]ie pojawia się i przybywa radu. Z tego wnioskuje (w 1906 r.), że rad powstaje w wyniku przemian uranu, a rad powstaje bezpośrednio z aktynu. Zauważa, że stosunek ilości ołowiu do uranu jest większy w starszych skałach, dokonuje pierwszego szacowania wieku skał na podstawie zawartości pierwiastków{{odn|Kronika techniki|s=373}}.

W początku XX w. pojawiały się doniesienia głoszące, że promieniowanie alfa może być jonem helu (nie znano wówczas jeszcze jądra atomowego), w 1909 Ratherford wraz z {{link-interwiki|Thomas Royds|Q=Q2426962|tekst=Thomasem Roydsem}} ogłaszają, że doświadczalnie wykazali, że promieniowanie alfa to hel<ref>{{Cytuj |tytuł = Rutherford & Royds |data dostępu = 2025-03-17 |opublikowany = web.lemoyne.edu |url = https://web.lemoyne.edu/giunta/royds.html}}</ref>.

Początkowo uważano, że promienie gamma to cząstki posiadające masę, takie jak promienie alfa i beta. Rutherford początkowo uważał, że mogą to być niezwykle szybkie cząstki beta, ale ich brak odchylenia przez pole magnetyczne wskazywał, że nie mają ładunku. W 1914 roku zaobserwowano, że promienie gamma odbijają się od powierzchni kryształów, co dowodziło, że są promieniowaniem elektromagnetycznym. Rutherford i jego współpracownik Edward Andrade zmierzyli długości fali promieni gamma z radu wykazując tym samym, że są one podobne do promieni rentgenowskich, ale mają krótsze długości fal, a zatem wyższą częstotliwość<ref>{{Cytuj |tytuł = January 16, 2023 - The History of Gamma-ray Spectroscopy for Isotope Identification, J. McQuaid {{!}} Berkeley Nucleonics Corporation |data dostępu = 2025-03-17 |opublikowany = www.berkeleynucleonics.com |url = https://www.berkeleynucleonics.com/january-16-2023-history-gamma-ray-spectroscopy-isotope-identification-j-mcquaid}}</ref>. 

W 1913 [[Kazimierz Fajans]], dokonuje kilku odkryć związanych z przemianami promieniotwórczymi, z których największe odkryte równocześnie i niezależnie z Soddym [[prawo przesunięć]] promieniotwórczych, zwane prawem Fajansa–Soddy’ego, systematyzujące przesuwanie się pierwiastka w układzie periodycznym w wyniku rozpadu alfa lub beta<ref>{{Cytuj |autor = Giganci Nauki - portal Instytutu Pamięci Narodowej |tytuł = Fajans Kazimierz |czasopismo = Giganci Nauki |data dostępu = 2025-03-16 |url = https://gigancinauki.pl/gn/biogramy/82481,Fajans-Kazimierz.html |archiwum = http://web.archive.org/web/20241211154208/https://gigancinauki.pl/gn/biogramy/82481,Fajans-Kazimierz.html |zarchiwizowano = 2024-12-11}}</ref>.

W 1934 r. Frédéric i Irène Joliot–Curie odkryli sztuczną promieniotwórczość. Bombardowali różne pierwiastki promieniowaniem alfa, zaobserwowali, że doszło do reakcji jądrowych, w wyniku których powstały nowe izotopy promieniotwórcze<ref>{{Cytuj | autor = Wojciech Olszewski | tytuł = Biografia: Irene Joliot - Curie (1897-1956) | url = https://www.science-story-telling.eu/fileadmin/content/projekte/storytelling/biografien/biografien-pol/joliotcurie-biografie-pl.pdf | data dostępu = 2025-03-17}}</ref>.

Odkrywanie promieniotwórczości na początku XX w. było powiązane z postępem fizyki w poznawaniu budowy materii, w tym szczególnie odkryciem budowy atomu, jądra atomowego, protonu i neutronu, oraz postępem nauk teoretycznych w tym mechaniki kwantowej oraz równoważności masy i energii<ref>{{Cytuj |tytuł = A History of Gamma-Ray Astronomy Including Related Discoveries |data dostępu = 2025-03-17 |opublikowany = heasarc.gsfc.nasa.gov |url = https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/history/}}</ref>.

=== Uhonorowania ===
Za odkrycia związane z promieniotwórczością i odkrycia z nimi związane przyznano:

[[Laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki|Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki]]:
* 1903  
** [[Henri Becquerel]] – „W uznaniu niezwykłych zasług, jakie oddał przez odkrycie radioaktywności naturalnej”
** [[Pierre Curie]] i [[Maria Skłodowska-Curie]] – „W uznaniu ich zasług, jakie oddali poprzez wspólne badania nad zjawiskiem promieniotwórczości odkrytym przez profesora Henri Becquerela”
* 1938 [[Enrico Fermi]] – „Za pokazanie istnienia nowych pierwiastków promieniotwórczych wytworzonych przez napromieniowanie neutronami i za odkrycie reakcji jądrowych wywołanych przez powolne neutrony” 
* 1948 [[Patrick Maynard Stuart Blackett]] – „Za rozwinięcie metody komory Wilsona i za odkrycia, przy jej użyciu, w dziedzinach fizyki jądrowej i promieniowania kosmicznego”

[[Laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie chemii|Nobla w dziedzinie chemii]]:
* 1908 [[Ernest Rutherford]] – „Za badania rozpadu promieniotwórczego pierwiastków i właściwości chemicznych substancji promieniotwórczych”
* 1911 [[Maria Skłodowska-Curie]] – „Za wydzielenie czystego radu i uzyskanie radu w postaci krystalicznej”
* 1921 [[Frederick Soddy]] – „Za wkład do chemii związków radioaktywnych, oraz badania pochodzenia i charakteru izotopów”
* 1935 [[Frédéric Joliot]] i [[Irene Joliot-Curie]] – „za syntezę nowych pierwiastków promieniotwórczych”

== Opis ilościowy ==
[[Jednostka miary|Jednostką]] radioaktywności w układzie [[układ SI|SI]] jest [[bekerel]] (Bq), 1 Bq = 1 rozpad na sekundę. Dawniej używaną, obecnie niezalecaną jednostką był [[kiur (jednostka miary)|kiur]] (Ci), 1 Ci = 3,7 <math>\cdot</math> 10<sup>10</sup> Bq.

== Zobacz też ==
{{Wikisłownik|radioaktywność|promieniotwórczość}}
* [[aktywacja neutronowa]]

== Uwagi ==
{{Uwagi}}

==Przypisy ==
{{Przypisy}}

== Biblografia ==
* {{Cytuj |autor = Marian B. Michalik, Jerzy Kisilowski, Marian B. Michalik |tytuł = Kronika techniki |data = 1992 |data dostępu = 2025-03-16 |isbn = 978-83-900331-3-6 |wydanie = Wydanie I |miejsce = Warszawa |wydawca = Wydawnictwo "Kronika" Marian B. Michalik |s = 342, 346, 352, 361, 362, 373,432, 565 |język = pl |odn = {{odn/id|Kronika techniki}}}}
* {{cytuj |autor = [[Andrzej Kajetan Wróblewski]] |tytuł = Promieniotwórczość odkrywana na raty |archiwum= http://web.archive.org/web/20190822052004/http://archiwum.wiz.pl:80/1998/98042400.asp |czasopismo = Wiedza i Życie |wolumin = 4/1998|odn=tak}}

== Linki zewnętrzne ==
* [http://www.paa.gov.pl/ Państwowa Agencja Atomistyki]

{{otwarty dostęp}} Nagrania na [[YouTube]] [dostęp 2023-11-30]:
* Kazimierz Bodek, ''[https://www.youtube.com/watch?v=gCnJ7OOoBHQ Bliżej Nauki: Promieniotwórczość – bać się, czy nie?]'', kanał [[Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego|FAIS UJ]], 8 lipca 2015.
* [[Karolina Głowacka]], Renata Kierepko i Jerzy Mietelski, ''[https://www.youtube.com/watch?v=Qdmf7Xp06M0 Promieniotwórczość taka powszechna, taka demonizowana]'', kanał „Radio Naukowe”, 16 grudnia 2021.

{{fizyka jądrowa}}
{{Procesy jądrowe}}

{{Kontrola autorytatywna}}

[[Kategoria:Radioaktywność| ]]
[[Kategoria:Odkrycia nagrodzone Nagrodą Nobla]]