הפיזיקאי הצרפתי הנרי בקרל לא שיער שיד המקרה תוביל אותו לתגלית שלא חלם עליה. באחד הימים של שנת 1896, במסגרת סדרת ניסויים שערך, הניח בתוך מגירה חומר בשם אורניום. האורניום היה עטוף בנייר שחור, ולצידו היה מונח סרט צילום. מאוחר יותר הוציא את סרט הצילום ולאחר שפיתח אותו גילה להפתעתו שהוא השחיר. הדבר הביא אותו למסקנה שהאורניום פולט מאליו קרינה בלתי נראית החודרת דרך גופים. כך נתגלתה הקרינה הרדיואקטיביות.
הקרינה הרדיואקטיבית היא שם כולל למספר סוגי קרינה שפולטים מאליהם חומרים מסוימים, באופן עצמאי לחלוטין, ללא כל התערבות מבחוץ. הקרינה הרדיואקטיבית נפלטת ללא הפוגה מן החומר הפולט אותה. בתהליך פליטתה של הקרינה הרדיואקטיבית, חל שינוי בגרעיני האטומים הפולטים אותה.
רדיואקטיביות הוא השם לפעילות הכוללת את הקרינה הרדיואקטיבית ואת השינויים בגרעין המתחוללים תוך כדי פליטתה. לחומרים הפולטים קרינה זו קוראים בשם חומרים רדיואקטיביים.
הקרינה הרדיואקטיבית היא, כאמור, אוסף של מספר סוגי קרינה. האחת היא קרינת אלפא. זוהי קרינת של חלקיקי חומר הנפלטים מן הגרעין. כל חלקיק אלפא הוא למעשה צרור של 2 פרוטונים ושני נייטרונים. מאחר שהפרוטונים המרכיבים אותה הם חלקיקים בעלי מטען חשמלי חיובי ואילו הנייטרונים הם חלקיקים חסרי מטען חשמלי הרי שמטענה של הקרינה הוא חיובי. החלקיק של קרינת האלפא (המורכב כאמור משני פרוטונים ושני נייטרונים) קרוי בשם חלקיק אלפא. קרינת אלפא נפלטת מאטומים כבדים של חומרים מסוימים. בזמן פליטתה של קרינה זו משנה האטום את טבעו. הוא הופך לאטום פחות מסיבי ומספרו האטומי קטן בשניים. המספר האטומי הוא מספר הפרוטונים שבגרעין האטום והוא שקובע את סוג היסוד ממנו עשוי החומר. שינוי מספר הגרעינים משמעותו היא, לכן, שינוי היסוד ממנו עשוי החומר, ליסוד מסוג אחר.
קרינה רדיואקטיבית אחרת היא קרינת ביתא. קרינה זו היא למעשה אלקטרונים הנפלטים מגרעיני אטומים העוברים שינוי. אלקטרונים הם חלקיקים טעונים במטען חשמלי שלילי ולכן מטענה החשמלי של קרינת ביתא הוא שלילי. התהליך הגורם את פליטתה של קרינת ביתא הוא התפרקותו של נייטרון בתוך גרעין האטום, לאלקטרון ולפרוטון. האלקטרון נפלט אל מחוץ לגרעין והוא קרוי חלקיק ביתא. מספרו של גרעין אטום שפלט חלקיק ביתא גדל באחד. במלים אחרות גם בגרעין כזה, כמו בקרינת אלפא, משנה האטום את סוגו והופך ליסוד אחר.
קרינת גמא היא סוג שלישי של קרינה רדיואקטיבית. בניגוד לשתי קודמותיה, קרינה זו איננה של חלקיקי חומר אלא של אנרגיה טהורה. קרינת גמא היא אחת מאוסף קרינות הקרויות ביחד בשם הכולל קרינה אלקטרומגנטית. לקרינה האלקטרומגנטית משתייכות גם קרינת רנטגן, קרינה תת אדומה, קרינה על סגולה, קרינת רדיו וכל קרינות האור הנראה (אדום, סגול, כחול ועוד). בתהליך פליטת קרינת גמא, לא משתנה מספר הפרוטונים שבגרעין ולכן אטום הפולט אותה איננו משנה את סוגו תוך כדי פליטתה. קרינת גמא היא חסרת מטען חשמלי.
שלושת הקרינות אלפא, ביתא וגמא שונות בכושר החדירה שלהן לתוך החומר. קרינת אלפא היא בעלת כושר החדירה הנמוך ביותר. דף נייר עוצר אותה והיא מסוגלת לחדור רק דרך סנטימטרים ספורים באוויר. בתוך הגוף טווח חדירתה נמוך הרבה יותר ? פחות מעשירית מילימטר.
לעומתה, קרינת ביתא מסוגלת לחדור דרך ספר עבה או משטח מתכת דק. היא גם מסוגלת להתקדם מטרים אחדים באוויר בטרם תיבלם. בתוך הגוף החי היא נבלמת כעבור מילימטרים ספורים. ניתן לבלום אותה על ידי משטח עופרת שעוביו 2 מילימטרים.
החדירה מכולן היא קרינת גמא. זו מסוגלת לחדור אפילו דרך משטח בטון בעובי של מטר. בתוך הגוף החי היא מסוגלת לחדור לעומק של כ 15 סנטימטרים ואף יותר. ניתן לעוצרה רק באמצעות לוח עופרת עבה.
קרינה רדיואקטיבית גורמת לנזק לגוף האדם ולבעלי חיים וצמחים בכלל. עובדה זאת ידועה כבר מתחילת המאה העשרים. כאשר חודרת קרינה לתא החי היא גורמת לשינויים במולקולות המרכיבות אותו. השינויים עלולים לגרום לשיבוש תפקודו של התא ואף למותו. הגוף החי בנוי מתאים ופגיעה בהם עלולה לגרום לשיבוש תפקודו של הגוף עד כדי מוות.
הנזק שגורמת הקרינה לגוף החי תלויה בכמות הקרינה הרדיואקטיבית אליה הוא נחשף. ככל שהיא גדולה יותר, כך גדל הנזק. חשיפה לכמויות קרינה קטנות מאד איננה גורמת כל נזק או גורמת לנזק קטן מאד, אך חשיפה לכמויות גדולות מאד גורמת לגידולים סרטניים. הקרינה עלולה לגרום לנזקים גנטיים בתא, העוברים לאחר מכן בתורשה.
כיצד ניתן להתגונן מן הקרינה הרדיואקטיבית? שיטה אחת היא להתרחק ממקום הקרינה. עוצמת הקרינה נמצאת ביחס הפוך לריבוע המרחק ממקור הקרינה. לדוגמה, במרחק של 3 מטרים ממקור הקרינה, עוצמת הקרינה תהיה קטנה פי 32 מאשר עוצמתה במרחק של מטר אחד. זאת אומרת, היא תהיה קטנה פי 9. שיטה אחרת היא מיסוך, שמשמעותו הצבת משטח בין הקרינה לבין האדם. סוג המיסוך הנדרש להגנה תלוי בסוג הקרינה הרדיואקטיבית משום שכפי שראינו, כושר החדירה של הקרינה שונה מקרינה לקרינה. להגנה מקרינת גמא, שהיא בעלת כושר החדירה הגדול ביותר, מקובל להשתמש בעופרת, בטון, מים ומתכות כבדות. לעומת זאת די בשכבה דקה של חומר פלסטי או של אלומיניום כדי להגן על קרינות אלפא וביתא.
בקרינה הרדיואקטיבית יש גם תועלת. היא מנוצלת למשל לצרכים רפואיים. לדוגמה, כדי לאבחן מוקדי מחלה כגון גידולים סרטניים בתוך הגוף החי, מחדירים לדם חומר רדיואקטיבי. זה מגיע לאזור הנגוע במחלה. באמצעות מכשיר לגילוי קרינה רדיואקטיבית המצוי מחוץ לגוף, מאתרים את מיקומו של החומר שהתרכז באזור הנגוע וכך מגלים את האזור הנגוע.
דוגמה אחרת לשימוש בקרינה הרדיואקטיבית לצרכים רפואיים היא הריסת גידולים סרטניים. אלומה של קרינה רדיואקטיבית מכוונת לעבר הגידול הסרטני, הורסת אותו וגורמת להצטמקותו ולעתים אף להעלמותו המוחלטת.
חומרים רדיואקטיביים מנוצלים למגוון שימושים נוספים מלבד רפואה ובהם טיפול במזון לצורך הארכת חיי המדף שלו ולשיפור איכותו. הטיפול במזון נעשה על ידי הקרנתו בקרינה רדיואקטיבית.
בעל תואר ראשון בפיזיקה ותואר שני בחינוך בתחום פיתוח תכניות לימודים.
תחומי עניין: פיזיקה ,מדעי החלל, חינוך, חינוך מתוקשב, עתידנות, מדע בדיוני, אינטרנט.
