تابش انرژی است که در فضا یا ماده به شکل امواج یا ذرات حرکت می کند. اشکال و کاربردهای زیادی دارد، از مایکروویو که غذا را می پزد تا اشعه ایکس که در پزشکی استفاده می شود. تشعشعات را می توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد: غیر یون ساز و یونیزان.
تشعشعات غیریونیزان شکل کم انرژی تابش است که انرژی کافی برای حذف الکترون های محکم بسته شده از مدار اتم را ندارد، اما می تواند مواد را گرم کند. به عنوان مثال می توان به امواج رادیویی، امواج مایکروویو، تابش مادون قرمز و نور مرئی اشاره کرد. یک تجربه رایج در مورد پرتوهای غیر یونیزه، اثر گرمایی نور خورشید بر روی پوست شما است.
پرتوهای یونیزان پرانرژی تر هستند و می توانند الکترون های محکم را از مدار یک اتم حذف کنند و باعث باردار شدن یا یونیزه شدن آن شوند. این دسته شامل اشعه ایکس، پرتوهای گاما و تابش ذرات مانند ذرات آلفا و بتا است. پرتوهای یونیزان در تصویربرداری و درمان های پزشکی استفاده می شود، اما به دلیل پتانسیل آن برای آسیب رساندن به بافت زنده، نیاز به رسیدگی دقیق دارد.
نمونه ای از آزمایشی که شامل تشعشعات یونیزه می شود، محفظه ابری است که به ما امکان می دهد مسیرهای ذرات یونیزان را ببینیم. یک لایه بخار فوق اشباع در داخل محفظه در اطراف یون های ایجاد شده در اثر عبور تابش متراکم می شود و مسیرهای آنها را آشکار می کند.
رادیواکتیویته فرآیندی است که در آن هسته های ناپایدار اتم با انتشار تشعشع انرژی خود را از دست می دهند. سه نوع اصلی تجزیه رادیواکتیو وجود دارد: تجزیه آلفا، بتا و گاما.
واپاشی مواد رادیواکتیو به صورت ریاضی با قانون واپاشی توصیف می‌شود که می‌توان آن را با معادله نشان داد: \(N(t) = N_0 \cdot e^{-\lambda t}\) که در آن:
تشعشعات از منابع مختلف، چه طبیعی و چه ساخته دست بشر، می آیند. منابع طبیعی تابش شامل پرتوهای کیهانی از فضای بیرونی و گاز رادون از پوسته زمین است. منابع ساخت بشر شامل اشعه ایکس پزشکی و راکتورهای هسته ای است.
در حالی که تابش کاربردهای مفید بسیاری دارد، قرار گرفتن در معرض بیش از حد می تواند برای موجودات زنده مضر باشد. تشعشعات یونیزان، به ویژه، می تواند به DNA آسیب برساند و باعث سرطان شود. بنابراین، استفاده ایمن از تابش، با رعایت دستورالعمل ها و مقررات طراحی شده برای محافظت از سلامت، بسیار مهم است.
فراتر از تصویربرداری و درمان پزشکی، پرتوزایی و رادیواکتیویته کاربردهای متعددی دارند. به عنوان مثال، ردیاب های رادیواکتیو در کشاورزی برای مطالعه جذب مواد مغذی توسط گیاهان استفاده می شود. در صنعت، از پرتوهای گاما برای آزمایش های غیر مخرب مواد و محصولات استفاده می شود. علاوه بر این، از اشعه برای استریل کردن تجهیزات پزشکی و نگهداری مواد غذایی استفاده می شود.
درک اصول تشعشع و رادیواکتیویته نه تنها به ما کمک می کند تا از مزایای آنها استفاده کنیم، بلکه تضمین می کند که می توانیم خطرات مرتبط را به طور موثر مدیریت کنیم.
