Odkrycie promieniowania

Na przełomie XIX i XX wieku Henri Becquerel zaobserwował, iż substancje zawierające uran emitują promieniowanie zdolne zaciemnić płytę fotograficzną. Niedługo odkryte zostały kolejne pierwiastki emitujące promieniowanie: polon, rad i tor. Okazało się, że promieniowanie to ma trzy składowe nazwane alfa, beta i gamma. Promieniowanie alfa zostało zidentyfikowane jako jądra helu, beta jako elektrony, zaś gamma jako wysokoenergetyczne fale elektromagnetyczne. Okazało się również, że jądro emitujące promieniowanie beta lub alfa ulega przemianie w jądro innego rodzaju. Następuje jego rozpad.

Był rok 1896. Fizycy odkryli dopiero co promieniowanie rentgenowskie (zwane X). Odkrycie to, dokonane przypadkiem, wydało się wielu naukowcom wierzchołkiem góry lodowej. Zamierzali oni więc przebadać dokładnie różne zjawiska towarzyszące emisji promieniowania X. Jednym z takich zjawisk była fluorescencja (wysyłania przez niektóre ciała pobudzone naświetlaniem z zewnątrz własnego światła). Zjawiskiem tym zajął się Henri Becquerel.

W swoim doświadczeniu Becquerel użył płyty fotograficznej owiniętej szczelnie dwoma nieprzepuszczającymi światła czarnymi arkuszami papieru. Na tak przygotowanej płycie położył substancję, która pobudzana światłem miała przejawiać zjawisko fluorescencji. Traf chciał, że ową substancją był kryształ siarczanu uranowo-potasowego (dziś uran kojarzy nam się z promieniowaniem, ale wtedy, przed odkryciem owego, pozostawał on zupełnie zwyczajnym minerałem). Układ poddawany był następnie wielogodzinnemu naświetlaniu promieniami słonecznymi. Becquerel zakładał, że w czasie fluorescencji kryształ siarczanu emitować będzie również promieniowanie X lub podobne do niego, które przeniknie przez czarny papier i spowoduje zaczernienie płyty fotograficznej. I udało się! Po zakończeniu doświadczenia i wywołaniu zdjęcia wyraźne zaczernienie było widoczne. Następnym krokiem była seria doświadczeń, w których naukowiec umieszczał różne przedmioty pomiędzy owiniętą płytą fotograficzną, a kryształem siarczanu. W ten sposób uzyskiwał on "zdjęcia" owych przedmiotów wykonane przy użyciu badanego promieniowania. Również i w tych doświadczeniach kryształy były pobudzane do fluorescencji światłem zewnętrznym.

Henri Becquerel chciał już powiadomić cały świat o odkryciu przez siebie "fluorescencyjnego promieniowania", jednak jego intuicja naukowca podpowiedziała mu, by sprawdził jeszcze jedną rzecz. Aby być pewnym, że to fluorescencja jest czynnikiem decydującym o wyniku doświadczenia, postanowił położyć płytę fotograficzną obok nieoświetlonego, a wiec nie wykazującego zjawiska fluorescencji kryształka siarczanu. Jakież było jego zdziwienie, gdy i tym razem wywołana płyta wykazywała wyraźne zaczernienie! Okazało się, że to nie fluorescencja, ale sam badany związek odpowiedzialny jest za powstanie dziwnego promieniowania, które przenikając przez papier powoduje zaczernienie płyty. Wkrótce Becquerel wykazał, że to uran zawarty w kryształku siarczanu jest źródłem owego efektu - inne substancje zawierające domieszki uranu powodowały zaczernienie, przy czym zupełnie nieistotne było, czy owe substancje miały zdolność fluorescencji, czy nie. Zjawisko to, nazwane promieniotwórczością, poruszyło ponownie świat naukowy. Badacze postawili sobie za cel odkrycie, czym jest owa tajemnicza promieniotwórczość i jakie ma ona cechy.

Dwa lata po odkryciu Becquerela Maria Skłodowska-Curie, wraz z mężem Piotrem, odkryła substancje, które są znacznie silniejszym źródłem promieniowania niż uran. Substancje te okazały się zawierać zupełnie nowe pierwiastki. Pierwsza z nich została nazwana radem, zaś druga na cześć ojczyzny Marii polonem.

Wkrótce naukowcy badający uran, rad, polon i odkryty niedługo później przez Ernesta Rutherforda Tor zaobserwowali, iż promieniowanie nie ma natury jednorodnej i w przyrodzie występują trzy rodzaje promieniowania, nazwane: alfa, beta oraz gamma. Promieniowanie alfa jest najmniej przenikliwe i łatwo podlega absorpcji, mając trudności z przeniknięciem nawet przez cienką kartkę papieru. Drugi rodzaj, promieniowanie beta, z łatwością przeniknie nawet przez grubą gazetę, lecz centymetrowej grubości płyta aluminiowa stanowi dla niego przeszkodę nie do pokonania. Najbardziej przenikliwe promieniowanie gamma jest zatrzymywane dopiero przez dość grube warstwy ołowiu. Przenikliwość jednakże to nie jedyna cecha rozróżniająca trzy rodzaje promieniowania. Wiadomo ,że obiekty obdarzone ładunkiem elektrycznym przechodząc przez obszar pola magnetycznego zakrzywiają tor swego ruchu, przy czym kierunek owego zakrzywienia jest różny w zależności od znaku ładunku. Otóż po przepuszczeniu promieniowania przez obszar pola magnetycznego okazało się, że promieniowanie typu alfa zakrzywiane jest w stronę, w którą zakrzywiane powinny być obiekty obdarzone ładunkiem dodatnim, promieniowanie beta w stronę przeciwną, zaś promieniowanie gamma nie jest zakrzywiane wcale. Wniosek - cząstki alfa, czymkolwiek by nie były, muszą nieść dodatni ładunek elektryczny, cząstki beta muszą nieść ujemny ładunek elektryczny, zaś promieniowanie gamma nie jest obdarzone ładunkiem elektrycznym.

Promieniowanie przechodzi przez materię.

Na przełomie wieków fizycy mieli opanowaną umiejętność pomiaru stosunku ładunku do masy dla różnych cząstek materii. Robili to wykorzystując pole magnetyczne oraz pole elektryczne, które to pola wpływają na tor poruszających się w ich zasięgu naładowanych cząstek materii. Po odpowiednim wykorzystaniu obu pól oraz prostych przekształceniach wzorów z zakresu szkoły średniej nudaje się wyznaczyć ów stosunek. Po przeprowadzeniu doświadczenia okazało się, iż cząstka promieniowania alfa ma stosunek ładunku do masy dwa razy mniejszy niż cząstka zjonizowanego wodoru (zjonizowany wodór to jądro wodoru, a jądro wodoru to zwyczajny pojedynczy proton). Niedługo później w sąsiedztwie substancji promieniotwórczej odkryto cząstki helu. I wszystko ułożyło się w spójną całość. Okazuje się, że tajemnicze cząstki promieniowania alfa to nic innego jak jądra helu, które są cztery razy cięższe od jądra wodoru i obdarzone dwa razy większym ładunkiem (stąd stosunek ładunku do masy dwa razy mniejszy niż dla wodoru). Jądro substancji promieniotwórczej emituje jądro helu (cząstkę alfa). Po emisji jądro ma ładunek mniejszy o dwa ładunki protonu (dwa protony zostały wysłane wraz z jądrem helu). Jądro po emisji jest więc innego rodzaju niż przed emisją.

Zagięcie toru w zewnętrznym polu magnetycznym.

Podobne badania przeprowadzono dla promieniowania beta. W tym wypadku okazało się, że stosunek ładunku do masy cząstki beta jest identyczny z owym stosunkiem wyznaczonym dla elektronu (który sam został odkryty zaledwie rok przed odkryciem promieniowania). Cząstka beta jest więc elektronem emitowanym przez jądro atomowe. W wyniku emisji jądro atomowe zwiększa swój ładunek o jeden (aby zgodnie z zasadą zachowania ładunku elektrycznego ładunek całego układu nowe jądro - elektron pozostał równy ładunkowi jądra sprzed rozpadu) i staje się jądrem innego rodzaju. Skąd w jądrze był elektron i w jaki sposób jądro zwiększa swój ładunek? Dziś już wiemy, że rozpad ten tak naprawdę jest przemianą jednego z neutronów siedzących w jądrze w elektron, proton i elektron z rozpadu neutronu opuszcza jądro, zaś proton w nim zostaje zwiększając jego ładunek o jeden ładunek protonu.

Czymże jest jednak promieniowanie gamma? - Jest ono bardzo przenikliwe i nie jest obdarzone ładunkiem elektrycznym. Okazuje się, że w przeciwieństwie do promieniowania beta i alfa, gamma nie ma natury cząsteczki materii. Jest natomiast, podobnie jak zwykłe światło widzialne, promieniowaniem elektromagnetycznym. Jednak długość fal tego promieniowania jest znacznie mniejsza niż długość fal dla światła widzialnego.

Rodzaje promieniowania oraz ich charakterystyka:

Na początku należy zdefiniować promieniowanie. Najczęściej określa się je jako wysyłanie i przenoszenie na pewną odległość energii. Spośród różnych rodzajów promieniowania można wyróżnić trzy podstawowe typy: promieniowanie elektromagnetyczne, promieniowanie jądrowe oraz promieniowanie energii za pomocą fal sprężystych.Różne rodzaje promieniowania na przykładach:

• Fale radiowe:

Fale radiowe zalicza się do promieniowania elektromagnetycznego. Ich długość waha się w granicach od 10-4 do 105 m. Jest to szeroki zakres, dlatego fale te można podzielić na kilka grup:

- mikrofale - o najkrótszej długości fali: 10-4 - 10-1 m.

- fale ultrakrótkie - ich długość mieście się granicach: 10-1 - 10 m.

- fale krótkie - od 10 do 100 m.

- fale średnie - wahają się pomiędzy 100, a 1000 m.

- fale długie - o najdłuższej fali, spośród fal radiowych: 1 do 100 km.

Wykorzystuje się je w medycynie oraz w radiokomunikacji. Ich źródłami mogą być nadajniki radiowe lub inne radioźródła.

• Mikrofale:

Mikrofale, ich nazwa pochodzi od długości tych fal (1 do 0,1 mm), podobnie jak fale radiowe zalicza się do fal elektromagnetycznych. Charakteryzują się częstotliwością wynoszącą ok. 0,3 do 3000 GHz. Znajduje liczne zastosowanie w : medycynie, grzejnictwie (m.in. kuchenki mikrofalowe), radiolokacji oraz komunikacji.

• Promieniowanie podczerwone:

Promieniowanie podczerwone inaczej nazywa się poczerwienią, promieniowaniem IR lub infraczerwonym. Zaliczane jest do promieniowania o charakterze elektromagnetycznym. Jego źródłami mogą być ogrzane ciała lub lampy żarowe. Długość fali tego promieniowania waha się w granicach od 0,76 do 2000 μm i z tego względu dzieli się je na kilka typów:

- podczerwień bliska - o najkrótszej długości fali

- podczerwień średnia - o pośredniej długości fali

- podczerwień daleka - o najdłuższej długości fali

Promieniowanie IR stosuje się m.in. do suszenia, a także do przeprowadzania wielu badań.

• Promieniowanie jonizujące:

Promieniowanie jonizujące to typ promieniowania, który wywołuje zmianę ładunków elektrycznych, czyli tzw. jonizację w cząsteczkach, bądź atomach elektrycznie obojętnych. Promieniowania takiego nie jesteśmy w stanie w żaden sposób poczuć, nie wpływa ono na nasze zmysły. Do promieniowania jonizującego należy promieniowanie korpuskularne oraz promieniowanie X, a także promieniowanie γ (gamma). Powstaje m.in. podczas reakcji jądrowych oraz samorzutnych przemian jądrowych.

Charakterystyka poszczególnych rodzajów promieniowania jonizującego:

• Promieniowanie α (alfa):

Promieniowanie α to strumień cząstek α, czyli w istocie jąder helu, składających się z dwóch protonów i dwóch neutronów, które powstają na skutek przemian promieniotwórczych α. Zazwyczaj przemianom α ulegają jądra ciężkie. Dany nuklid, który ulega takiej przemianie, przechodzi w jądro, którego liczba masowa jest mniejsza o 4, zaś liczba atomowa o 2. Promienie α charakteryzują się stosunkowo niską energią.



• Promieniowanie β+ (beta plus):

Promieniowanie β+ to strumień cząstek β+, czyli tzw. pozytonów. Cząstki te są dodatnio naładowanymi elektronami, tzn. tak samo, jak dla elektronów uznaje się ich masę za równą zeru, natomiast są obdarzone ładunkiem elementarnym dodatnim. Powstają w czasie przemian promieniotwórczych β+. Zachodzą one dla izotopów, uzyskanych w wyniku sztucznych reakcji jądrowych. Jądra ulegające takim przemianom, przechodzą w jądra o liczbie atomowej mniejszej o 1. Zazwyczaj następuje ona dla nuklidów, w których jest przewaga protonów nad neutronami. Dzieje się tak dlatego, ponieważ cząstki beta+ powstają w wyniku rozpadu protonów. Przemianom β+ towarzyszy emisja cząstek, nazywanych neutrino.





• Promieniowanie β- (beta minus):

Promieniowanie β- to strumień cząstek β-, czyli elektronów. Powstają one podczas przemian promieniotwórczych β-, którym ulegają zazwyczaj izotopy zawierające więcej neutronów niż protonów w jądrze atomowym. Emisja cząstek β- związana jest z rozpadem neutronów. W tych przemianach powstają nowe jądra o liczbie atomowej większej o 1. Towarzyszy im emisja cząstek, nazywanych antyneutrino.





W przypadku zderzenia cząstek β- z cząstkami β+, doszłoby do tzw. anihilacji, czyli przemiany materii (cząstek) w energię. W efekcie emitowane jest promieniowanie γ, wysokoenergetyczne.

Powyżej wymienione typy promieniowania jonizującego zalicza się do promieniowania korpuskularnego. Dwa pozostałe typy: promieniowanie γ i promieniowanie X to promieniowanie o charakterze elektromagnetycznym.

• Promieniowanie γ (gamma):

Cechą promieniowania γ jest jego wysoka energia. Jak już wspomniano, powstaje w wyniku anihilacji. Ponadto mogą być emitowane przez jądra pierwiastków promieniotwórczych, które ulęgają samorzutnym przemianom jądrowym. Promieniowanie γ wykazuje zasięg wynoszący poniżej 10-11m.

• Promieniowanie X:

Promieniowanie X, czyli inaczej nazywane promieniowanie Roentgena stanowi promieniowanie o wysokiej energii. Należy do jednych z najbardziej przenikliwych rodzajów promieniowania. . Charakteryzuje się długością fali w granicach 0,0001 do 100 nm.; są niewidoczne oraz rozchodzą się prostoliniowo. Wyróżnia się dwa rodzaje promieni X:

- twarde - o większej przenikliwości

- miękkie - o mniejszej przenikliwości

Uzyskuje się je dzięki lampom rentgenowskim, w akceleratorach, emitują je także pierwiastki promieniotwórcze. Są niebezpieczne dla organizmów żywych, gdyż uszkadzają tkanki żywe. Promieniowanie X służy medycynie do prześwietleń, a także w krystalografii do badania struktur kryształów.

• Promieniowanie ultrafioletowe:

Promieniowanie ultrafioletowe nazywane jest także nadfioletem lub promieniowaniem UV. Podobnie jak promieniowanie podczerwone oraz fale radiowe, zalicza się go do promieniowanie elektromagnetycznego. Długość fali dla ultrafioletu wynosi ok. 10 do 400 nm. i podlega podziałowi na cztery zakresy:

- ultrafiolet A - o najdłuższej długości fali

- ultrafiolet B

- ultrafiolet C

- nadfiolet próżniowy - o najkrótszej długości fali

Na powierzchnię ziemi dociera promieniowanie UV, którego źródło stanowi Słońce. Jest ono największym i najsilniejszym emiterem nadfioletu.

• Promieniowanie słoneczne:

Promieniowanie słoneczne stanowi mieszaninę promieniowania elektromagnetycznego i korpuskularnego. Spora jego cześć nie dociera na powierzchnię ziemi. Ocenia się, iż 30 % zostaje odbite od atmosfery, 20 % ulega pochłonięciu przez nią, zaś jedynie 50% całkowitego promieniowania słonecznego do nas dociera.

• Promieniowanie kosmiczne:

Promieniowanie kosmiczne, a więc promieniowanie powstające w przestrzeni kosmicznej, zostało odkryte w roku 1912. W jego skład wchodzi wiele rodzajów promieniowania. Przeważają głównie strumienie protonów, elektronów, a także ciężkich jąder atomowych. Promieniowanie kosmiczne, które dociera na powierzchnię ziemi nazywa się wtórnym, ponieważ strumienie cząstek ulęgają reakcjom jądrowym w atmosferze. W efekcie, składa się ono z różnego rodzaju cząstek o wysokiej energii. Odkryto, iż na różnych wysokościach nad poziomem morza można zaobserwować różne rodzaje promieniowania. Na wysokościach kilku tysięcy metrów odnotowuje się promieniowanie γ oraz promieniowanie elektronowe. Na wysokościach kilkunastu kilometrów wykazano, iż istnieje promieniowanie protonowe, neutronowe, a także strumienie pionów. Promieniowanie kosmiczne wnika w powierzchnię ziemi i przyczynia się do powstawania radioaktywnych nuklidów (np. 7Be, 14C, 22Na), które mają ogromne znaczenie biologiczne Ponadto jest odpowiedzialne za jonizacje powietrza atmosferycznego.

• Promieniowanie tła:

Promieniowanie tła funkcjonuje także pod nazwą promieniowania reliktowego lub szczątkowego. W istocie promieniowanie to jest pozostałością wczesnych okresów rozwoju Kosmosu. We wszechświecie występuje pod postacią cząstek nazywanych kwarkami.

W dzisiejszym świecie jesteśmy w stanie wytworzyć i wyodrębnić wiele rodzajów promieniowania. Każde z nich staramy się odpowiednio wykorzystać. Obecny stan nauki i techniki pozwala na wielorakie ich wykorzystanie. Tworzymy lampy emitujące światło podczerwone, stosowane w medycynie, aparatury Rentgenowskie, kuchenki mikrofalowe, urządzenie radiolokacyjne, komunikacyjne oraz grzewcze. Nie można też zapomnieć o roli pierwiastków promieniotwórczych i wykorzystaniu możliwości, jakie daje sztuczna promieniotwórczość. Człowiek stworzył największe dzieło zniszczenia - bombę atomową, ale także reaktory jądrowe, służące do pozyskiwania taniej i stosunkowo małoodpadowej energii. Niektóre izotopy promieniotwórcze wykorzystuje się w wielu badaniach i pomiarach np. w hydrogeologii, medycynie, archeologii i innych.

Rodzaje zastosowania promieniotwórczości :

Promieniotwórczość ma szerokie zastosowanie we współczesnym świecie. Można powiedzieć, że jest ona niezbędna do rozumienia mikro i makro świata, a także procesów zachodzących w gwiazdach, a przez to ewolucji wszechświata.

Pierwszym, który wykorzystał promieniotwórczość i rozszczepienie atomu był Enrico Fermi, który w 1942 roku zbudował reaktor jądrowy, doprowadził do pierwszej w historii kontrolowanej reakcji łańcuchowej, co stało się kamieniem milowym w dotychczasowej fizyce. Dzięki tej reakcji udało się stworzyć bombę atomową, gdzie wykorzystywana jest reakcja rozszczepienia jąder uranu-233 lub plutonu-239. To z kolei pozwoliło na wynalezienie bomby termojądrowej, w której skład wchodzi bomba jądrowa. Jej wybuch wytwarza temperaturę rzędu 107 K, niezbędną do zapoczątkowania niekontrolowanej reakcji termojądrowej, polegającej na syntezie jąder helu z izotopami wodoru i litu. Powstały też bomby kobaltowe(jest to bomba jądrowa lub termojądrowa, umieszczona w płaszczu z metalicznego kobaltu, a podczas jej wybuchu powstają znaczne ilości izotopu kobaltu-60, którego promieniowanie powoduje skażenia środowiska) oraz neutronowe(emitujące większą część energii w postaci promieniowania neutronowego, nie niszczącego obiektów materialnych, ale zabijającego istoty żywe).

Obecnie używane paliwo to wzbogacony uran-238, uran-235 czy pluton 239, powstający z uranu 238.

Promieniotwórczość znalazła zastosowanie nie tylko w produkcji niszczycielskiej broni. Reaktory jądrowe używane są jako źródła napędu statków i okrętów. Jest to korzystne ze względu na długość przebywania pod powierzchnia wody- mogą one być zanurzone przez czas praktycznie nieokreślony oraz osiągać znacznie większe rozmiary od tych napędzanych tradycyjnie. Takie źródła napędu znajdziemy nie tylko w okrętach wojskowych(takich jak np. lotniskowiec Enterprise), ale również u statków, np. lodołamaczy. Mimo wielu korzyści takie rozwiązanie może stanowić także zagrożenie dla środowiska np. w przypadku zatopienia takiego obiektu pływającego.

Reaktory jądrowe wykorzystuje się w elektrowniach jądrowych do produkcji energii. Elektrownie takie wytwarzają tanią(znacznie mniejsze zapotrzebowanie na paliwo od elektrowni węglowych) i czystą energię. Wbrew pozorom ilość emitowanych przez nie izotopów promieniotwórczych jest znacznie mniejsza od ilości emitowanej przez wspomniane już elektrownie węglowe, które dodatkowo dostarczają do atmosfery m.in. miliony ton SO2, a także metale ciężkie jak ołów, arsen czy kadm.. Jedynym minusem elektrowni jądrowych jest fakt wytwarzania odpadów promieniotwórczych, których dziś człowiek nie potrafi zniszczyć. Przechowywuje się je więc w pojemnikach stalowych, prasuje z materiałami żywicznymi i umieszcza na przykład w nieczynnych kopalniach lub specjalnych podziemnych składowiskach.

Jednak to nie jedyne zastosowanie promieniotwórczości. Powszechnie wykorzystuje się ją w medycynie – jej odkrycie wywołało prawdziwą rewolucję, a obecna medycyna w wielu dziedzinach opiera się na promieniotwórczej zdolności pierwiastków. Użyte zostało już pojęcie „bomba kobaltowa”, jednak termin ten oznacza też urządzenie , służące do napromieniowywania przedmiotów lub organizmów żywych. Pierwiastkiem promieniotwórczym jest tam kobalt-60 lub cez-137 znajdujący się w osłonie biologicznej( kuli wykonanej z ołowiu). Owa kula posiada kanały wyprowadzające promieniowanie gamma na zewnątrz. Aparat taki służy do leczenie nowotworów, celów diagnostycznych(m. in. wykrywania uszkodzeń kości), do sterylizacji żywności, defektoskopii, chemii radiacyjnej(zajmującej się badaniem efektów chemicznych pochłaniania promieniowania jonizującego), do badania procesów zachodzących, kiedy układy chemiczne(proste, złożone) zostaną napromieniowane wysokoenergetycznymi kwantami( najmniejszymi porcjami -tu: energii, o jaką może zmienić się dana wielkość fizyczna określonego układu).

Do leczenie nowotworów wykorzystuje się też promieniowanie wysyłane przez izotopy radu (tzw. igły radowe).

Wykorzystując promieniotwórczość bada się także funkcjonowanie narządów wewnętrznych pod wpływem danych leków, przez wprowadzenie do organizmu technetu-99 w postaci związku chemicznego i śledzenie jego drogi przez poszczególne narządy.

W celu zbadania szczegółów procesów metabolicznych komórki wykorzystuje się metodę „znakowania” substancji izotopami. I tak na przykład wstrzykując zwierzęciu bądż roślinie czy hodując komórki w roztworze cukru znakowanego( posiadającego zamiast węgla-12, węgiel-11 lub węgiel-14) i następnie izolując je oraz badając znakowane produkty ich procesów metabolicznych możemy dowiedzieć się w jakie reakcje kolejno wchodzi ten cukier (gdyż metabolizm zachodzi normalnie) i w jakiej postaci znaczone atomy zostają ostatecznie wydzielone z komórki bądź organizmu. Dzięki zastosowaniu promieniotwórczego wapnia-45 istnieje możliwość zbadania szybkości tworzenia się substancji kostnej oraz wpływ na ten proces witaminy D i hormonu wydzielanego przez gruczoły przytarczyczne. W żaden inny sposób nie można tego dokonać.

Metoda znakowania ma zastosowanie także w chemii. Za pomocą ‘znaczenia’ pewnych atomów można śledzić ich wędrówkę w reakcjach chemicznych, np. reakcji estryfikacji.

Izotopy promieniotwórcze maja zastosowanie w radiografii. Metoda analizy radiograficznej polega na wykorzystaniu promieniowania jonizującego (rentgenowskiego, gamma) do badania struktury materiałów i wyrobów. Na kliszy fotograficznej, umieszczonej po przeciwnej stronie w stosunku do źródła promieniowania badanego obiektu lub na ekranie fluoryzującym są widoczne szczegóły badanego przedmiotu. Pozwala to wykryć uszkodzenia wewnętrzne przedmiotu. Jest to możliwe ze względu na to, że pęknięcia, szczeliny w odlewach inaczej pochłaniają promieniowanie jonizujące niż materiał, z którego dany obiekt został wykonany. Defektoskopia zajmuje się natomiast wykrywaniem pęknięć i innych uszkodzeń w metalu. (rozróżnia się m. in. defektoskopie rentgenowską). Defektoskopia jest stosowana także w przemyśle maszynowym, stoczniowym, lotniczym i chemicznym. W hutach i fabrykach stosuje się prześwietlanie rentgenowskie, jednak bardziej opłacalna jest metoda defektoskopii izotopowej gdzie wykorzystuje się Co, Cs, Ir, Tm lub mieszaniny Eu i Eu jako źródła promieniowania gamma (defektoskopia gamma). Promieniowanie radioizotopu kobaltu-60 pozwala na prześwietlenia stali na grubości do 15 cm .

Radioizotopy (czyli izotopy promieniotwórcze) posłużyły tez do opracowania technologii wyrobów termokurczliwych czy uszlachetnienia folii do opakowań.

Wcześniej wspomniane zostało wprowadzanie izotopów promieniotwórczych do organizmów żywych. Otóż stosując metody radiograficzne pozwalają prześledzić ich wędrówkę, by lepiej zrozumieć procesy przyswajania i przemiany materii. Dzięki temu dowiedziano się o gromadzeniu fluoru w zębach, prześledzono procesy trawienne(na podstawie fosforu-32), rozwinięto wiedzę nt. choroby Basedowa, dzięki izotopom jodu 131I, gromadzącym się w tarczycy.

Wszystko to było możliwe ze względu na łatwość wykrywania izotopów promieniotwórczych, nawet z większej odległości. Dzięki temu analizuje się tez zjawiska fizyczne i chemiczne, np. dyfuzję w cieczach i ciałach stałych, rozpuszczalność czy strącanie osadów.

Następnym zastosowaniem promieniotwórczości jest tzw. „datowanie”, polegające na określaniu wieku m.in. skał, wykopalisk archeologicznych, Ziemi.. Stosuje się np.„zegar helowy”, na podstawie zawartości helu w badanym obiekcie, ale najczęściej „zegarem archeologicznym” jest izotop węgla-14. Jest on asymilowany przez rośliny i staje się składnikiem żywych organizmów zwierzęcych, po spożyciu przez nie pokarmu roślinnego. . Po obumarciu owego organizmu, , w wyniku zmniejszania się zawartości węgla-14, spada intensywność jego promieniowania, co pozwala archeologom określać wiek badanych szczątków.

Ale to nadal nie wszystkie zastosowania promieniotwórczości. Należy wymienić także wykrywanie zbiorników wodnych i wód gruntowych, sterylizację żywności i sprzętu, wykorzystanie w czujnikach dymu, gęstościomierzach, miernikach grubości i wykrywaniu skażenia wód i zanieczyszczenia środowiska oraz jego usuwaniu. Promieniowanie izotopowe wpłynęło też na rozwój górnictwa.

A wszystko to rozpoczęło się wraz z odkryciem zjawisk emitowania energii przez niektóre pierwiastki i nazwanie tego promieniotwórczością. Nazwę taką zaproponowało małżeństwo Curie i od tego czasu nastąpił ogromny rozwój wielu dziedzin nauki. Dziś wyobrażenie sobie nauki bez promieniotwórczości jest praktycznie niemożliwe.