v.,
1. het vermogen van bepaalde atoomkernen om straling uit te zenden als gevolg van veranderingen die in deze kernen optreden, zonder dat er een invloed van buitenaf werkzaam is;
2. (metonymisch) drager van deze eigenschap; een daarmee besmette stof: er is veel radioactiviteit in de lucht.
NATUURKUNDE
Radioactiviteit komt alleen voor bij instabiele (zgn. radioactieve) atoomkernen. De elektronenschillen rond de atoomkernen hebben geen invloed op de radioactiviteit, wat op te maken is uit het feit dat de radioactieve processen onveranderd doorgaan wanneer men door uitwendige invloeden wijziging brengt in de toestand van die elektronenschillen. Zo hebben sterke verwarming, hoge druk, verandering van aggregatietoestand, scheikundige binding of bestraling met licht geen invloed op de radioactiviteit van een stof.
Bij het radioactief verval, het spontaan uiteenvallen van een atoomkern, kan men niet voorspellen wanneer een bepaalde instabiele kern zal vervallen. Bij aanwezigheid van veel van deze kernen kan men wel voorspellen hoeveel (niet welke) kernen er binnen een seconde zullen vervallen; dit aantal wordt bepaald door de zgn. vervalconstante. In plaats van met de vervalconstante kan men radioactief verval ook beschrijven met de halveringstijd. Bij radioactief verval gaat een radioactieve isotoop over in een andere isotoop, mogelijk van een ander element. Men spreekt van natuurlijke radioactiviteit indien de desbetreffende isotopen nog in de natuur voorkomen, b.v. 238U met een halveringstijd van 4,5 mrd. jaar, en een kunstmatige radioactiviteit indien men door middel van kernreacties radioactieve isotopen maakt die zo’n korte halveringstijd hebben dat zij niet langer in de natuur voorkomen. De belangrijkste voorbeelden van radioactiviteit zijn:
alfa-radioactiviteit (alfaverval), het uitzenden door een atoomkern van een alfadeeltje d.i. een deeltje bestaande uit twee protonen en twee neutronen. Voorbeeld: in uraanertsen komt radium 22688Ra voor. Dit zeldzame metaal zendt snelle alfadeeltjes uit, waardoor het geleidelijk omgezet wordt in radon (halveringstijd 1590 jaar), de ontstane kern 22286Rn is ook instabiel en vertoont eveneens alfaradioactiviteit enz.;
2. bètaverval;
3. gamma-radioactiviteit (gammastraling), het emitteren van elektromagnetische straling door een atoomkern. Gammastraling treedt in de meeste gevallen op als begeleidend verschijnsel van een van de hiervoor genoemde vormen van radioactiviteit. Als een kern b.v. een positon heeft uitgezonden, bevindt de nieuwe kern zich in het algemeen in een aangeslagen toestand. Hij gaat vervolgens naar de grondtoestand onder uitzending van gammastraling (gemiddelde halveringstijd 10—12s);
4. spontane splijting. Bij de zeer zware atoomkernen, zoals thorium, uraan en de transuranen, valt soms een atoomkern spontaan uiteen in twee of meer grote stukken (de halveringstijden kunnen zeer groot zijn b.v. 1015 jaar, kernsplijting).
Bij het dieren plantenfysiologisch onderzoek kan gebruik worden gemaakt van radioactief gemerkte verbindingen (tracer) om het verloop van bepaalde processen te bestuderen.
ATMOSFERISCHE RADIOACTIVITEIT
Natuurlijke radioactiviteit komt van twee bronnen:
1. de aardbodem, waarin zich drie families van radioactieve stoffen bevinden die gasvormige isotopen produceren: uraanradium (levert radon), thorium (levert thoron) en actinium (levert actinon). Deze verspreiden zich door de gehele dampkring, maar hun concentratie is zeer variabel, daar deze afhankelijk is van de aard van de ondergrond en van de meteorologische omstandigheden;
2. de dampkring zelf, waarin door inwerking van de kosmische straling radioactieve elementen worden gevormd .
Kunstmatige radioactiviteit is een gevolg van kernexplosies, maar kan ook geproduceerd worden door kernreactoren. De explosies hebben tot nu toe de meeste radioactieve deeltjes (splijtingsprodukten van uraan en plutonium) in de dampkring gebracht. De deeltjes worden na de explosie door de op verschillende hoogten heersende winden meegevoerd. Tijdens dit transport slaan de deeltjes met grote diameter spoedig neer (radioactieve neerslag) en blijven voornamelijk deeltjes achter waarvan de valsnelheid klein is ten opzichte van de luchtbewegingen. Door diffusie neemt de afmeting van de getransporteerde radioactieve wolk toe. De verplaatsing gaat vaak zeer snel.
Radioactieve deeltjes afkomstig van proefterreinen in de VS kunnen onder invloed van de vaak krachtige westelijke winden binnen vier dagen Europa bereiken. Gewoonlijk gaan ze in enkele weken rond het hele halfrond. Na één rondgang is de laterale diffusie vrijwel volledig. Behalve door desintegratie van de deeltjes wordt de troposfeer op den duur vrij effectief gereinigd door neerslag (wash-out). Als tijdens het overtrekken van een radioactieve wolk zware regen valt, kan de radioactiviteit van neergeslagen stof dan ook uitzonderlijk groot zijn. Bij zware kernexplosies dringt een groot deel van de radioactieve stofmassa door de tropopauze heen in de stratosfeer.
Lichte deeltjes met een grote halveringstijd kunnen lang in de stratosfeer blijven (waarschijnlijk meer dan 10 jaar). Dit geldt m.n. voor de strontiumisotoop 90Sr en de cesiumisotoop 137Cs. In de meteorologie kunnen radioactieve stoffen gebruikt worden als tracers,; b.v. om de baan van luchthoeveelheden te volgen, om de kringloop van het water na te gaan, en de mate van uitwisseling van lucht tussen troposfeer en stratosfeer vast te stellen.
