Vad är världens mest radioaktiva ämne?
Ett radioaktivt ämne är ett ämne som håller på att bli radioaktivt förfall. Detta är när atomens kärna är instabil och så avger joniserande energi. Detta gör att det når ett lägre energitillstånd och förvandlas.
Idén om vilket är det mest radioaktiva ämnet är i sig självt problematiskt, eftersom vi måste fråga vad vi egentligen menar med mest radioaktiva. Det finns tre huvudtyper av joniserande strålning: alfa, beta och gamma. Dessa namnges efter de olika partiklarna som ett radioaktivt ämne kan avge. En alfapartikel består av två protoner bundna tillsammans med två neutroner för att skapa något som är samma som heliumkärnan. En beta-partikel är antingen en positron eller en elektron. Och gammastrålar är protoner med hög energi, med energi över 100keV-intervallet. Det finns andra typer av strålning också, men dessa tre utgör huvuddelen av observerbar strålning.
Farorna med dessa strålningsformer, som spelar in hur vi tänker på vilket element som är mest radioaktiva, påverkas på många sätt av hur lätt de är att skydda. Alfapartiklar, till exempel, hoppar av praktiskt taget vad som helst, till och med ett tunt pappersark eller hud. Betastrålar tränger igenom de mest grundläggande skärmarna, men kan stoppas av något som aluminium. Gamma-strålar, å andra sidan, kommer att tränga igenom nästan vad som helst, vilket är anledningen till att tung blyavskärmning ofta används i situationer där gammastrålar kan släppas.
När ett radioaktivt element förvandlas kan det genomgå olika former av förfall längs vägen. Till exempel släpper uran-238 en alfapartikel för att förvandlas till thorium-234, som i sin tur frigör en beta-partikel för att förvandlas till protaktinium-234. Så en enda substans kan faktiskt förvandlas till många olika radioaktiva ämnen under dess livscykel, och i processen kan frigöras olika typer av radioaktiv energi.
Det kanske lättaste sättet att bedöma vilket ämne som är mest radioaktivt är att titta på halveringstider. Ett elements halveringstid är hur lång tid det tar för elementet att ruttna till halva dess ursprungliga storlek. Element med extremt lång halveringstid verkar verkligen stabila, eftersom det tar dem så lång tid att frigöra energi i form av radioaktivt förfall. Dessa långlivade element, till exempel vismut, kan till exempel behandlas som i huvudsak icke-radioaktiva, och är så mycket långt ifrån de mest radioaktiva. På liknande sätt har element som radium halveringstider långt över 500 år, och är därför inte på väg att vara de mest radioaktiva.
Element som prometium är å andra sidan farliga nog att inte hanteras säkert, men inte nära det mest radioaktiva. När man rör sig längre ner i det periodiska systemet börjar man hitta allt mer radioaktiva ämnen, som nobelium och lawrencium. Dessa har halveringstider i minuter och är ganska radioaktiva.
Men för att hitta de mest radioaktiva ämnena måste vi gå till slutet av den periodiska tabellen, till element som någonsin sett först efter att de skapats av människor. Element som unbibium i slutet av bordet, eller ununpentium, är bland de mest radioaktiva man känner till. Ununpentium-287 har till exempel en halveringstid på endast 32ms. Detta kan jämföras med element som plutonium-239, som har en halveringstid på mer än 200 år, och så länge det är ganska giftigt, är det inte så nära radioaktivt som de tyngre elementen. Även om det ofta kallas den mest radioaktiva substansen på jorden, är plutonium i själva verket ganska tamt jämfört med ununpentium, ununtrium, ununoctium och många andra som nyligen skapats.