Wat is de meest radioactieve stof ter wereld?
Een radioactieve stof is een stof die bezig is met radioactief verval. Dit is wanneer de kern van het atoom onstabiel is en zo ioniserende energie uitzendt. Dit zorgt ervoor dat het een lagere energietoestand bereikt en transformeert.
Het idee van wat de meest radioactieve stof is, is op zichzelf enigszins problematisch, omdat we moeten vragen wat we echt bedoelen met de meeste radioactieve stoffen. Er zijn drie hoofdtypen ioniserende straling: alfa, bèta en gamma. Deze zijn genoemd naar de verschillende deeltjes die een radioactieve stof kan afgeven. Een alfadeeltje bestaat uit twee protonen die samengebonden zijn met twee neutronen om iets te maken dat hetzelfde is als de heliumkern. Een bèta-deeltje is een positron of een elektron. En gammastralen zijn hoogenergetische protonen, met energie boven het 100keV-bereik. Er zijn ook andere soorten straling, maar deze drie vormen het grootste deel van de waarneembare straling.
De gevaren van deze vormen van straling, die spelen in hoe we denken over welk element het meest radioactief is, worden in veel opzichten beïnvloed door hoe gemakkelijk ze zijn af te schermen. Alfadeeltjes stuiteren bijvoorbeeld op vrijwel alles, zelfs op een dun vel papier of op de huid. Bètastralen zullen de meest basale afschermingen doordringen, maar kunnen worden gestopt door zoiets als aluminium. Gammastralen daarentegen zullen bijna alles doordringen, wat de reden is waarom zware loodafscherming vaak wordt gebruikt in situaties waar gammastraling kan vrijkomen.
Terwijl een radioactief element transformeert, kan het onderweg verschillende vormen van verval ondergaan. Uranium-238 geeft bijvoorbeeld een alfadeeltje vrij om in thorium-234 te veranderen, wat op zijn beurt een bèta-deeltje vrijgeeft om in protactinium-234 te veranderen. Dus één enkele stof kan tijdens zijn levenscyclus in veel verschillende radioactieve stoffen veranderen en kan daarbij verschillende soorten radioactieve energie vrijgeven.
Misschien is de eenvoudigste manier om te beoordelen welke stof het meest radioactief is, naar halfwaardetijden te kijken. De halfwaardetijd van een element is hoe lang het duurt voordat het element tot de helft van zijn oorspronkelijke grootte vervalt. Elementen met een extreem lange halfwaardetijd kunnen zelfs stabiel lijken, omdat het zo lang duurt voordat ze energie vrijgeven in de vorm van radioactief verval. Deze langlevende elementen, zoals bismut, kunnen bijvoorbeeld als in wezen niet-radioactief worden behandeld en zijn dus verre van de meest radioactieve. Evenzo hebben elementen zoals radium een halfwaardetijd van meer dan 500 jaar, en dus zijn ze ook niet in de race om de meest radioactieve te zijn.
Elementen zoals promethium, aan de andere kant, zijn gevaarlijk genoeg om niet veilig te worden behandeld, maar niet in de buurt van de meest radioactieve. Naarmate men verder op het periodiek systeem komt, begint men steeds meer radioactieve stoffen te vinden, zoals nobelium en lawrencium. Deze hebben een halfwaardetijd in de minuten en zijn behoorlijk radioactief.
Om de meest radioactieve stoffen te vinden, moeten we echter helemaal naar het einde van het periodiek systeem gaan, naar elementen die je pas hebt gezien nadat ze door mensen zijn gemaakt. Elementen zoals unbibium aan het einde van de tafel of ununpentium behoren tot de meest radioactieve die de mensheid kent. Ununpentium-287 heeft bijvoorbeeld een halfwaardetijd van slechts 32 ms. Dit kan worden vergeleken met elementen zoals plutonium-239, die een halfwaardetijd van meer dan 200 jaar heeft en dus, hoewel vrij giftig, lang niet zo radioactief is als de zwaardere elementen. Hoewel het vaak de meest radioactieve stof op aarde wordt genoemd, is plutonium eigenlijk tam in vergelijking met ununpentium, ununtrium, ununoctium en vele anderen die pas recent zijn gemaakt.