Přirozená vs. umělá radioaktivita
Na začátku kapitoly jsem zmínil tři typy záření - \alpha, \beta a γ. To jsou tzv. přirozené typy záření. Působením přirozeného záření na neradioaktivní prvky je ale možné vyvolat umělé přeměny atomů a vznik nových typů záření, která se jinak v přírodě nevyskytují.
Toto je rovnice experimentu, který v roce 1911 provedl Ernest Rutherford:
{ }_{7}^{14} \mathrm{~N}+{ }_{2}^{4} \mathrm{a} \rightarrow{ }_{9}^{18} \mathrm{~F} \rightarrow{ }_{8}^{17} \mathrm{O}+{ }_{1}^{1} \mathrm{p}
V praxi to vypadalo tak, že mlžnou komoru plnou atomů dusíku ozařoval proudem částic α. Při srážce a částice a dusíkového jádra vznikl vysoce excitovaný atom fluoru, který se ale okamžitě přeměnil na atom kyslíku a „vyzářil” u toho jeden proton. Protonové záření je jedním z typů umělé radioaktivity.
Dalším typem je tzv. pozitronové záření. Pozitron je částice prakticky stejná jako elektron, ale má kladný náboj. Objevuje se pouze při umělých radioaktivních přeměnách. Například:
{ }_{13}^{27} \mathrm{Al}+{ }_{2}^{4} \mathrm{a} \rightarrow{ }_{15}^{30} \mathrm{P}+{ }_{0}^{1} \mathrm{n} \rightarrow{ }_{14}^{30} \mathrm{Si}+\beta^{+}
Částice { }_{0}^{1} n v rovnici značí volný neutron, částice \beta^{+}pak pozitron.
Volné neutrony se také přirozeně nevyskytují. Mohou vzniknout například při této reakci, kterou v roce 1932 provedl James Chadwick:
{ }_{4}^{9} \mathrm{Be}+{ }_{2}^{4} \mathrm{a} \rightarrow\left[{ }_{6}^{13} \mathrm{C}\right] \rightarrow{ }_{6}^{12} \mathrm{C}+{ }_{0}^{1} \mathrm{n}
Protože volné neutrony nemají žádný náboj, nelze je vychýlit pomocí elektrického nebo magnetického pole, a mohou tak pronikat silnou vrstvou atomů. Dobře je zastavuje až voda, parafin nebo grafit. Nejsou příliš stabilní a rozpadají se na proton a elektron. Jejich poločas rozpadu je 13 minut.
Proměnu neradioaktivního atomu na radioaktivní je možné využít například při léčbě rakoviny. Pokud proudem neutronů ozáříš nuklidy { }^{60} \mathrm{Co},{ }^{99} \mathrm{Tc} nebo { }^{131}I uvnitř nádoru, dojde ke vzniku umělého ionizujícího záření. Ionizující záření proměňuje neutrální atomy na ionty, čímž porušuje molekuly, a tím pádem působí i poškození nebo smrt rakovinných buněk. Tomuto procesu se říká „aktivace nuklidu”.