Chúng ta đều đã từng tiếp xúc với bức xạ từ hai nguồn chính: tự nhiên (như mặt đất, vũ trụ…) và nhân tạo, tất cả đều trong giới hạn an toàn. Tuy nhiên, khi vượt qua ngưỡng an toàn này, bức xạ có thể gây hại cho sức khỏe con người. Để hiểu rõ hơn về phóng xạ là gì và ứng dụng trong cuộc sống, mời bạn đọc theo dõi bài viết dưới đây.
Hiện tượng phóng xạ vật lý
Hiện tượng phóng xạ là quá trình mà một số nguyên tử không ổn định tự phát phát ra bức xạ để chuyển đổi thành nguyên tử ổn định hơn. Quá trình này diễn ra khi các hạt nhân nguyên tử của các nguyên tố phóng xạ phân rã, giải phóng năng lượng dưới dạng các tia bức xạ và hạt. Có ba loại bức xạ phóng xạ chính:
- Bức xạ alpha (α):
- Là dòng hạt nhân heli-4 (gồm 2 proton và 2 neutron) phát ra từ hạt nhân nguyên tử.
- Bức xạ alpha có khả năng ion hóa mạnh nhưng không thể xuyên qua giấy hoặc lớp da mỏng.
- Bức xạ beta (β):
- Là dòng electron hoặc positron phát ra từ hạt nhân nguyên tử khi một neutron biến đổi thành proton hoặc ngược lại.
- Bức xạ beta có khả năng xuyên qua vài milimet chất rắn hoặc vài centimet không khí nhưng bị chặn lại bởi tấm kim loại mỏng hoặc tấm kính dày.
- Bức xạ gamma (γ):
- Là dạng bức xạ điện từ có năng lượng cao phát ra từ hạt nhân nguyên tử khi nó chuyển từ trạng thái năng lượng cao xuống trạng thái năng lượng thấp.
- Bức xạ gamma có khả năng xuyên thấu mạnh nhất, có thể xuyên qua cơ thể con người và được chặn lại bởi tấm chì dày hoặc tường bê tông dày.
>> Xem thêm: Tia X là gì? Cơ chế phát ra tia X và ứng dụng trong công nghệ
Ứng dụng phóng xạ trong cuộc sống
Ứng dụng của phóng xạ rất đa dạng và quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ y học, công nghiệp, nghiên cứu khoa học đến nông nghiệp và an ninh. Dưới đây là một số ứng dụng chính của phóng xạ:
Y học
- Chẩn đoán hình ảnh: Sử dụng các chất phóng xạ để chụp hình ảnh chi tiết của các cơ quan và mô trong cơ thể. Ví dụ:
- X-quang: Chụp ảnh xương và phát hiện các tổn thương nội tạng.
- CT scan (Chụp cắt lớp vi tính): Tạo ra hình ảnh chi tiết của các lớp cơ thể, giúp phát hiện các bệnh lý phức tạp hơn.
- PET scan (Chụp cắt lớp phát xạ positron): Sử dụng đồng vị phóng xạ để nghiên cứu chức năng của các cơ quan và phát hiện ung thư.
- Xạ trị: Sử dụng bức xạ để tiêu diệt tế bào ung thư. Ví dụ:
- Xạ trị ngoài: Sử dụng máy phát tia X hoặc tia gamma chiếu từ bên ngoài cơ thể vào khối u.
- Xạ trị trong: Đặt các chất phóng xạ trực tiếp vào hoặc gần khối u.
Công nghiệp
- Kiểm tra không phá hủy (NDT): Sử dụng bức xạ để kiểm tra chất lượng và phát hiện khuyết tật bên trong các vật liệu và cấu trúc mà không cần phá hủy chúng. Ví dụ:
- Kiểm tra mối hàn và đúc: Phát hiện khuyết tật trong mối hàn và các sản phẩm đúc.
- Kiểm tra hành lý và hàng hóa: Sử dụng tia X để kiểm tra hành lý tại sân bay và các điểm kiểm tra an ninh khác.
- Đo lường và kiểm soát quy trình: Sử dụng các đồng vị phóng xạ để đo lường độ dày, mật độ và mức chất lỏng trong các quy trình công nghiệp.
>> Xem thêm: Lý thuyết tia hồng ngoại và tia tử ngoại, đặc điểm và ứng dụng
Nghiên cứu khoa học
- Phân tích vật liệu: Sử dụng bức xạ để phân tích thành phần và cấu trúc của các vật liệu. Ví dụ:
- Phổ gamma: Phân tích thành phần hóa học của các vật liệu.
- Phương pháp phóng xạ đánh dấu: Theo dõi các quá trình sinh học và hóa học bằng cách sử dụng các đồng vị phóng xạ.
- Khảo cổ học và địa chất: Sử dụng phương pháp cacbon phóng xạ (carbon dating) để xác định tuổi của các mẫu khảo cổ và địa chất.
Nông nghiệp
- Cải tiến giống cây trồng: Sử dụng bức xạ để tạo ra các biến đổi di truyền có lợi trong cây trồng.
- Kiểm soát sâu bệnh: Sử dụng bức xạ để tiệt trùng côn trùng và kiểm soát dịch hại.
- Bảo quản thực phẩm: Sử dụng bức xạ để tiệt trùng và kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm.
An ninh
- Kiểm tra an ninh: Sử dụng bức xạ để kiểm tra hành lý, hàng hóa và con người tại các sân bay, cảng biển và các cơ sở an ninh khác.
- Phát hiện và vô hiệu hóa vật liệu nổ: Sử dụng bức xạ để phát hiện và xử lý các thiết bị nổ và vật liệu nguy hiểm.
Kết bài
Phóng xạ có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và khoa học. Việc sử dụng phóng xạ cần tuân thủ các biện pháp an toàn nghiêm ngặt để bảo vệ sức khỏe con người và môi trường. Các ứng dụng của phóng xạ không chỉ mang lại lợi ích lớn mà còn đòi hỏi sự hiểu biết và quản lý cẩn thận để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
