Jaka jest najbardziej radioaktywna substancja na świecie?
Substancja radioaktywna to substancja, która jest w trakcie rozpadu promieniotwórczego. To wtedy jądro atomu jest niestabilne, a zatem wysyła energię jonizującą. To sprawia, że osiąga niższy stan energetyczny i przekształca się.
Pomysł, która jest najbardziej radioaktywną substancją, sam w sobie jest nieco problematyczny, ponieważ musimy zapytać, co tak naprawdę rozumiemy przez najbardziej radioaktywne. Istnieją trzy główne rodzaje promieniowania jonizującego: alfa, beta i gamma. Są one nazwane od różnych cząstek, które może wysyłać substancja radioaktywna. Cząstka alfa składa się z dwóch protonów połączonych razem z dwoma neutronami, aby stworzyć coś, co jest takie samo jak jądro helu. Cząstka beta jest pozytonem lub elektronem. Promienie gamma to protony o wysokiej energii, których energia przekracza zakres 100keV. Istnieją również inne rodzaje promieniowania, ale te trzy stanowią większość obserwowalnego promieniowania.
Na niebezpieczeństwa związane z tymi formami promieniowania, które wpływają na to, jak myślimy o tym, który pierwiastek jest najbardziej radioaktywny, pod wieloma względami zależy od tego, jak łatwo można je osłonić. Na przykład cząstki alfa odbijają się od praktycznie wszystkiego, nawet cienkiego arkusza papieru lub skóry. Promienie beta przenikną najbardziej podstawowe ekrany, ale można je zatrzymać za pomocą aluminium. Z drugiej strony promienie gamma przenikają prawie wszystko, dlatego ciężkie ekranowanie ołowiu jest często stosowane w sytuacjach, w których promienie gamma mogą zostać uwolnione.
W miarę przekształcania się pierwiastka promieniotwórczego może on po drodze ulegać różnym formom rozkładu. Na przykład uran-238 uwalnia cząsteczkę alfa, która zamienia się w tor-234, która z kolei uwalnia cząsteczkę beta, która zamienia się w protaktynę-234. Tak więc jedna substancja może faktycznie przekształcić się w wiele różnych substancji radioaktywnych w całym cyklu życia, a tym samym może uwalniać różne rodzaje energii radioaktywnej.
Być może najłatwiejszym sposobem oceny, która substancja jest najbardziej radioaktywna, jest spojrzenie na okresy półtrwania. Okres półtrwania elementu określa, jak długo trwa rozpad elementu do połowy jego pierwotnego rozmiaru. Pierwiastki o wyjątkowo długim okresie półtrwania mogą wydawać się stabilne, ponieważ uwalnianie jakiejkolwiek energii w postaci rozpadu radioaktywnego trwa tak długo. Te długo żyjące pierwiastki, takie jak na przykład bizmut, mogą być traktowane jako zasadniczo nieradioaktywne, a więc są bardzo dalekie od bycia najbardziej radioaktywnymi. Podobnie pierwiastki takie jak rad mają okres półtrwania znacznie ponad 500 lat, a zatem nie są one w ruchu, ponieważ są najbardziej radioaktywne.
Z drugiej strony pierwiastki takie jak prometium są wystarczająco niebezpieczne, aby nie można ich było bezpiecznie obchodzić się, ale nie w pobliżu najbardziej radioaktywnych. W miarę przesuwania się w dół układu okresowego zaczyna się znajdować coraz więcej substancji radioaktywnych, takich jak nobel i lawren wapń. Mają one okresy półtrwania w minutach i są dość radioaktywne.
Jednak, aby znaleźć najbardziej radioaktywne substancje, musimy udać się na sam koniec układu okresowego, do pierwiastków, które kiedykolwiek widzieliśmy dopiero po stworzeniu przez ludzi. Pierwiastki takie jak unbibium na końcu tabeli lub ununpentium należą do najbardziej radioaktywnych znanych człowiekowi. Na przykład Ununpentium-287 ma okres półtrwania tylko 32 ms. Można to porównać do pierwiastków takich jak pluton-239, który ma okres półtrwania ponad 200 lat, a więc chociaż jest dość toksyczny, nie jest tak radioaktywny jak cięższe pierwiastki. Chociaż często nazywany jest najbardziej radioaktywną substancją na ziemi, pluton jest w rzeczywistości dość oswojony w porównaniu z ununpentium, ununtrium, ununoctium i wieloma innymi dopiero niedawno stworzonymi.