Ang radioactivity ay isang kusang proseso kung saan nawawalan ng enerhiya ang hindi matatag na atomic nuclei sa pamamagitan ng paglabas ng radiation. Natuklasan ni Henri Becquerel noong 1896, naging pangunahing konsepto ito sa pisika at kimika, na humahantong sa iba't ibang aplikasyon sa medisina, produksyon ng enerhiya, at siyentipikong pananaliksik. Ang radyaktibidad ay nagreresulta mula sa kawalang-tatag sa loob ng nucleus ng atom, kung saan ang mga puwersang humahawak sa nucleus na magkasama ay hindi sapat na malakas upang panatilihin ito sa kasalukuyang anyo nito. Ang kawalang-tatag na ito ay humahantong sa paglabas ng radiation habang ang nucleus ay naghahanap ng isang mas matatag na estado.
May tatlong pangunahing uri ng radyaktibidad, na nakikilala sa pamamagitan ng uri ng radiation na ibinubuga: alpha ( \(\alpha\) ), beta ( \(\beta\) ), at gamma ( \(\gamma\) ) radiation. Ang bawat uri ay may natatanging katangian at epekto sa bagay.
Ang alpha radiation ay binubuo ng mga particle na binubuo ng dalawang proton at dalawang neutron, na epektibong ginagawa itong helium nuclei. Dahil ang mga particle ng alpha ay medyo mabigat at may positibong singil, ang mga ito ay may maikling saklaw at maaaring ihinto ng isang sheet ng papel o ang panlabas na layer ng balat ng tao. Gayunpaman, kung natutunaw o nalalanghap, ang mga particle ng alpha ay maaaring magdulot ng malaking pinsala sa mga biological na tisyu dahil sa kanilang mataas na kapangyarihan sa pag-ionize.
\(\textrm{Halimbawa:}\) Ang pagkabulok ng Uranium-238 ( \(^{238}U\) ) hanggang Thorium-234 ( \(^{234}Th\) ). \( ^{238}U \rightarrow ^{234}Th + \alpha \)
Ang beta radiation ay maaaring ilabas bilang alinman sa mga electron ( \(\beta^-\) ) o positrons ( \(\beta^+\) ), na siyang mga antiparticle ng mga electron. \(\beta^-\) radiation ay nangyayari kapag ang isang neutron sa nucleus ay nagko-convert sa isang proton at isang electron, kasama ang electron na inilalabas. Sa kabaligtaran, \(\beta^+\) radiation ay nagagawa kapag ang isang proton ay nag-transform sa isang neutron at isang positron. Ang mga beta particle ay mas magaan kaysa sa mga alpha particle at nagdadala ng alinman sa positibong ( \(\beta^+\) ) o negatibong ( \(\beta^-\) ) na singil. Mas tumatagos ang mga ito kaysa sa mga particle ng alpha ngunit kadalasang maaaring harangan ng ilang milimetro ng aluminyo.
\(\textrm{Halimbawa ng Beta Minus Decay:}\) Carbon-14 ( \(^{14}C\) ) nabubulok sa Nitrogen-14 ( \(^{14}N\) ). \( ^{14}C \rightarrow ^{14}N + \beta^- + \bar{\nu}_e \) \(\textrm{Halimbawa ng Beta Plus Decay:}\) Carbon-11 ( \(^{11}C\) ) nabubulok hanggang Boron-11 ( \(^{11}B\) ). \( ^{11}C \rightarrow ^{11}B + \beta^+ + \nu_e \)
Ang gamma radiation ay binubuo ng mga photon, na walang massless na mga particle ng liwanag. Madalas itong kasama ng alpha at beta decay, na ibinubuga habang lumilipat ang nucleus mula sa isang mas mataas na estado ng enerhiya patungo sa isang mas mababa. Ang mga sinag ng gamma ay lubos na tumagos, na nangangailangan ng mga siksik na materyales tulad ng tingga o ilang sentimetro ng kongkreto upang mabawasan nang malaki ang kanilang intensity. Sa kabila ng walang bayad, ang gamma radiation ay maaaring magdulot ng matinding pinsala sa mga buhay na selula at tisyu dahil sa kanilang mataas na enerhiya at malalim na kakayahan sa pagtagos.
\(\textrm{Halimbawa:}\) Ang paglipat ng Cobalt-60 ( \(^{60}Co\) ) sa mas mababang estado ng enerhiya, na naglalabas ng gamma radiation. \( ^{60}Co^* \rightarrow ^{60}Co + \gamma \)
Kahit na ang radyaktibidad ay maaaring magdulot ng malaking panganib sa mga biyolohikal na organismo dahil sa ionizing radiation nito, mayroon din itong maraming kapaki-pakinabang na aplikasyon. Sa gamot, ang radioactive isotopes ay ginagamit sa diagnostic imaging at paggamot sa kanser. Kasama sa mga pang-industriyang aplikasyon ang pagsubok ng materyal, pagbuo ng kuryente sa mga nuclear reactor, at bilang isang tracer sa biological at chemical research. Ang pag-unawa sa iba't ibang uri ng radyaktibidad at ang kanilang mga pakikipag-ugnayan sa bagay ay mahalaga para sa ligtas na paggamit ng kanilang potensyal.
Ang pagtukoy at pagsukat ng radyaktibidad ay nagsasangkot ng iba't ibang instrumento, gaya ng Geiger-Müller counter, scintillation counter, at ionization chamber. Nakikita ng mga device na ito ang ionizing radiation na ibinubuga sa panahon ng radioactive decay, na nagpapahintulot sa mga siyentipiko na pag-aralan ang mga katangian ng iba't ibang isotopes at ang kanilang mga pattern ng pagkabulok.
Ang radioactivity, kasama ang alpha, beta, at gamma forms nito, ay isang pangunahing phenomenon sa natural na mundo. Bagama't nagdudulot ito ng mga panganib dahil sa mga epekto ng pag-ionize nito sa mga biological na tisyu, ang pag-unawa at pagkontrol sa radyaktibidad ay humantong sa mga makabuluhang pagsulong sa medisina, enerhiya, at agham. Ang pag-aaral ng radyaktibidad ay hindi lamang nakakatulong upang maunawaan ang atomic at subatomic na mundo ngunit nagbibigay din ng mga tool upang mapabuti ang kalusugan ng tao at mga teknolohikal na kakayahan ng lipunan.
