Trước khi đi sâu vào sự khác biệt này, sẽ rất hữu ích nếu bạn tìm hiểu hiểu nguyên tử là gì và cách chúng hoạt động.

Nguyên tử là gì?

Nguyên tử là hạt nhỏ nhất. Ở trung tâm của mỗi nguyên tử là một hạt nhân, chứa một số proton (hạt tích điện dương). Số lượng proton xác định nguyên tử đó gì. Chẳng hạn, tất cả hạt nhân carbon đều chứa sáu proton, đó là yếu tố xác định chúng là nguyên tử carbon. Bảy proton là nguyên tử nitơ.

Hạt nhân cũng chứa một số neutron (hạt không có điện tích). Các nguyên tử của cùng một chất hóa học có thể có số neutron khác nhau. Một số nguyên tử carbon có nhiều hay ít neutron, bảy neutron tạo ra carbon-13, tám neutron tạo ra carbon-14. Hạt nhân của carbon-12 và carbon-13 ổn định, nhưng carbon-14 có tính phóng xạ.

Xung quanh hạt nhân là những hạt mang điện tích âm rất nhỏ gọi là electron. Chúng được giữ cố định (gọi là quỹ đạo) bởi lực hút của chúng đối với hạt tích điện dương. 

Việc thêm hoặc bớt một electron khỏi nguyên tử sẽ tạo ra một hạt tích điện, gọi là ion. Các ion có thể phản ứng rất khác nhau với các nguyên tử. Điều này trở nên quan trọng khi nói về bức xạ ion hóa sau này.

Phóng xạ là gì?

Phóng xạ là thuật ngữ dùng để chỉ sự phân rã hoặc tách ra của hạt nhân nguyên tử. Các nguyên tử tìm thấy trong tự nhiên là ổn định hoặc không ổn định. Hạt nhân nguyên tử không ổn định sẽ tự phân rã, tạo thành hạt nhân có độ ổn định cao hơn. Quá trình phân rã được gọi là phóng xạ.

Khi hạt nhân không ổn định phân rã trong tự nhiên, quá trình này được gọi là phóng xạ tự nhiên. Khi hạt nhân không ổn định được điều chế trong phòng thí nghiệm, quá trình phân rã được gọi là phóng xạ cảm ứng. Tính không ổn định của hạt nhân nguyên tử có thể là kết quả của sự dư thừa neutron hoặc proton, hay sự không phù hợp giữa số lượng proton và neutron.

Sự phân rã phóng xạ có thể xảy ra theo nhiều cách, trong đó phổ biến là:

+ Phân hạch tự phát: Còn gọi là “chia tách nguyên tử” khi hạt nhân tách thành hai phần.

+ Giải phóng neutron: Neutron thoát ra khỏi lõi nguyên tử.

+ Phân rã alpha: Hạt nhân giải phóng hạt alpha (hạt nhân helium-4) gồm hai neutron và hai proton.

+ Phân rã beta: Hạt nhân giải phóng một electron (hoặc positron). Lưu ý, điều này không giống như việc một electron bị tách khỏi quỹ đạo xung quanh hạt nhân

+ Phân rã gamma: Các proton và neutron trong hạt nhân sắp xếp lại thành dạng ổn định hơn và năng lượng được phát ra dưới dạng tia gamma.

Sự giải phóng neutron, phân rã alpha và beta đều đi kèm với sự giải phóng một hạt. Chính hạt (hoặc tia gamma trong phân rã gamma) là “bức xạ” liên quan đến phóng xạ.

Sự khác biệt giữa phóng xạ và bức xạ là gì?

Như chúng ta đã thấy, phân rã phóng xạ là tính chất của một hạt nhân cụ thể. Trong quá trình phân rã phóng xạ của hạt nhân, năng lượng hoặc các hạt được giải phóng, gọi là bức xạ.

Nhưng bức xạ là hệ quả xảy ra của nhiều quá trình (ví dụ bức xạ Mặt trời, bức xạ nhiệt từ bóng đèn,...), chứ không chỉ riêng phóng xạ.

Bức xạ có thể được chia thành ba loại chính:

+ Bức xạ không ion hóa: Về cơ bản, đây là sự giải phóng năng lượng từ vùng năng lượng thấp hơn của phổ điện từ. Các nguồn bức xạ không ion hóa bao gồm ánh sáng bạn nhìn thấy, sóng vô tuyến, sóng vi ba, tia hồng ngoại. Tia cực tím thuộc mức năng lượng cao nhất của loại này.

+ Bức xạ ion hóa: Đây là bức xạ có năng lượng đủ để đẩy một electron ra khỏi quỹ đạo nguyên tử, tạo thành ion. Bức xạ ion hóa có hai dạng chính: Bức xạ điện từ năng lượng cao (bao gồm tia X, tia gamma); Bức xạ hạt (hạt alpha và hạt beta).

+ Neutron: Neutron là hạt có trong hạt nhân nguyên tử. Khi tách ra khỏi hạt nhân, chúng có năng lượng và hoạt động như bức xạ.

Nói tóm lại. Phóng xạ đề cập đến sự phân rã hoặc tách ra của hạt nhân nguyên tử. Một chất phóng xạ khi nó phân rã sẽ phát ra bức xạ. Tất cả đồng vị phóng xạ đều phát ra bức xạ. Nhưng ngược lại, không phải tất cả bức xạ đều đến từ chất phóng xạ.