Phóng xạ là gì, ảnh hưởng của nó đến sức khỏe như thế nào?

(Dân trí) - Nguyên tố hóa học radium ở dạng tinh khiết là một kim loại mềm, màu bạc. Nó có thể phát ra bức xạ vô hình nhưng gây hại cho bạn mà bạn thậm chí không nhận ra ngay lập tức.

Phóng xạ là gì?

Radium là nguyên tố hiếm, chỉ tồn tại với hàm lượng cực nhỏ trong lớp vỏ Trái Đất và đại dương. Ở dạng tinh khiết, nó là kim loại mềm, có màu bạc.

Với người không am hiểu, một mảnh radium nhỏ có thể trông giống như mảnh vỡ của một tảng đá xám bình thường. Thế nhưng, bên trong vẻ ngoài vô hại ấy là nguồn phát ra bức xạ vô hình, thứ con người không thể nhìn thấy, ngửi thấy hay cảm nhận được, nhưng lại có thể gây hại âm thầm cho cơ thể mà không biểu hiện ngay lập tức.

Điều gì đang diễn ra với “mối đe dọa thầm lặng” này, thứ có thể tấn công sức khỏe bạn sau nhiều năm tích tụ?

Hiện tượng phát tán bức xạ nguy hiểm ấy được gọi là phóng xạ. Mặc dù nguồn phát có thể rất nhỏ bé, nhưng mức năng lượng mà nó giải phóng đủ để làm bỏng mô sinh học hoặc gây ra các bệnh lý nguy hiểm, đôi khi chỉ xuất hiện sau hàng năm trời tiếp xúc.

Nguyên tử và đồng vị

Mọi thứ bạn nhìn thấy xung quanh: làn da, tảng đá, những trang sách... đều được tạo thành từ những tổ hợp khác nhau của các hạt cực nhỏ gọi là nguyên tử.

Một nguyên tử có một lõi nhỏ, đặc gọi là hạt nhân. Các hạt tích điện âm gọi là electron chuyển động xung quanh hạt nhân. Bên trong hạt nhân, có hai loại hạt: proton tích điện dương và neutron trung hòa.

Tất cả các nguyên tử có cùng số proton trong hạt nhân đều là cùng một nguyên tố. Ngoài ra, một số nguyên tố bạn có thể đã nghe nói đến là carbon và oxy. Tất cả các nguyên tử carbon đều có sáu proton và tất cả các nguyên tử oxy đều có tám proton. Nguyên tử radium nặng hơn nhiều - tất cả các nguyên tử radium đều có 88 proton.

Điều thú vị là các nguyên tử của cùng một nguyên tố có thể có số neutron khác nhau. Các nguyên tử của cùng một nguyên tố với số neutron khác nhau được gọi là đồng vị.

Ví dụ, hai nguyên tử carbon, mỗi nguyên tử có sáu proton, nhưng một nguyên tử có thể có sáu neutron trong khi nguyên tử kia có thể có bảy hoặc tám.

Số lượng proton và neutron xếp chồng lên nhau trong hạt nhân quyết định tính bền vững của hạt nhân đồng vị. Nếu hạt nhân không bền vững, các vấn đề có thể phát sinh.

Phân rã phóng xạ

Hạt nhân của mỗi nguyên tử đều muốn bền vững, nhưng chỉ những sắp xếp nhất định của proton và neutron mới có thể làm được điều đó. Số lượng proton và neutron không nhất thiết phải bằng nhau, nhưng một số tổ hợp tạo nên sự cùng tồn tại tốt đẹp hoặc ổn định trong hạt nhân, trong khi những tổ hợp khác thì không.

Một hạt nhân với sự kết hợp không tốt giữa proton và neutron có thể bị phân hủy hoặc hư hỏng theo một cách nào đó. Quá trình đó được gọi là phóng xạ hoặc phân rã phóng xạ.

Quá trình phân rã phóng xạ giải phóng một dạng bức xạ nào đó từ hạt nhân. Bức xạ này có thể ở dạng các hạt nhỏ chuyển động nhanh hoặc sóng điện từ năng lượng cao phát ra từ hạt nhân. Chính bức xạ đó - các hạt và sóng năng lượng cao bắn ra từ hạt nhân của các hạt nhân nguyên tử không ổn định - có thể gây bệnh.

Có nhiều loại phân rã phóng xạ khác nhau. Trong một trường hợp, một nguyên tử phân rã bằng cách đẩy ra một mảnh nhỏ của chính nó, được tạo thành từ hai proton và hai neutron. Vì số lượng proton quyết định nguyên tố chúng ta có, nên sự phân rã làm thay đổi số lượng proton trong một nguyên tử sẽ biến nó thành một nguyên tố khác.

Tuy nhiên, sự phân rã phóng xạ có thể diễn ra khá chậm. Có thể mất hàng nghìn năm để một nguyên tố phân rã thành một nguyên tố khác.

Trường hợp của radium

Tất cả các nguyên tử radium đều không bền và có tính phóng xạ. Nhiều đồng vị trong số này phân rã rất nhanh, nhưng Ra-226, với 138 neutron và 88 proton và là đồng vị phổ biến nhất, lại phân rã chậm nhất. Phải mất 1.600 năm để một nửa mẫu Ra-226 phân rã.

Khi Ra-226 phân rã, nó mất hai proton và hai neutron, biến thành một đồng vị của radon. Sau đó, radon phân rã, và cuối cùng nguyên tử đạt đến dạng bền vững là nguyên tố chì. Mỗi bước trong chuỗi phân rã đó giải phóng thêm nhiều bức xạ hạt nhân.

Một số nguyên tố khác trong tự nhiên không có đồng vị bền vững là tecneti, polonium, actini và urani.

Ảnh hưởng đến cơ thể con người

Bức xạ hạt nhân phát ra khi radium và các nguyên tố khác phân rã có thể gây tổn thương các tế bào trong cơ thể con người. Nó có thể dẫn đến ung thư hoặc các vấn đề sức khỏe khác.

Cho dù bạn tiếp xúc với lượng bức xạ lớn trong thời gian ngắn, chẳng hạn như mắc lỗi đi lại trong vài giờ với vật liệu phóng xạ trong túi, hay bạn chỉ tiếp xúc với lượng nhỏ trong thời gian dài, thì các hạt năng lượng cao và sóng điện từ từ bức xạ hạt nhân có thể gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, trong đó có bỏng và ung thư.

Điều đáng chú ý là, mặc dù phóng xạ là mối đe dọa đến sự sống, các nhà khoa học vẫn có thể kiểm soát và sử dụng nó để chẩn đoán và điều trị bệnh tật, kể cả ung thư. Nếu bức xạ được truyền chính xác đến vị trí của tế bào ung thư, bức xạ có thể tiêu diệt những tế bào bất hảo đang tàn phá cơ thể.

Những người làm việc chuyên nghiệp với vật liệu phóng xạ cần tuân thủ các hướng dẫn và quy trình nghiêm ngặt để bảo vệ bản thân. Họ sử dụng các tấm chắn và máy dò phóng xạ đặc biệt, đồng thời giảm thiểu thời gian tiếp xúc với bất kỳ loại phóng xạ nào.

Pierre và Marie Curie, những người phát hiện ra radium vào năm 1898, đã phải chịu một số tác động tiêu cực của phóng xạ. Pierre bị bỏng phóng xạ, và Marie qua đời vì một căn bệnh về máu, có thể do tiếp xúc với phóng xạ mãn tính. Hơn 100 năm sau, những cuốn sổ tay của bà vẫn còn chứa phóng xạ.