Přelom let 1895 - 1896 byl pro rozvoj moderní fyziky opravdu výjimečný: V prosinci 1895 objevil 
německý fyzik W. C. Röntgen zcela nový druh záření, který nazval paprsky X (rentgenové záření). Jeho objev vzbudil obrovský zájem a mnoho vědců se paprsky X začalo důkladně zabývat. Jedním z nich byl francouzský fyzik Henry Becquerel, který se domníval, že by mohlo jít o nějaký nový druh luminiscence. Už v únoru 1896 pozoroval, že krystalky sluncem ozářené uranové soli způsobí zčernání fotografické desky. Zdálo se, že se jeho domněnka potvrdila a že pronikavé záření uranu je způsobeno jeho osvětlením. Zanedlouho však zjistil, že uranová sůl vydává záření "sama od sebe" i v případě, že nebyla vůbec osvětlena! Následující horečný výzkum potvrdil, že se jedná o zcela nový druh záření, odlišný od luminiscence i od paprsků X - Becquerel objevil radioaktivitu. V květnu 1896 napsal:
"Za schopnost vydávat pronikavé záření nemůže ani fluorescence, ani fosforescence, nýbrž uran sám o sobě. Tato vlastnost uranu vůbec nezávisí na jeho fyzikální či chemické formě ..."
Objev radioaktivity znamenal konec starých představ o nedělitelnosti atomů a otevřel novou kapitolu výzkumu mikrosvěta.
Radioaktivní látky
V přírodě se vyskytují atomy, jejichž jádra jsou nestabilní a samovolně se přeměňují na jádra jiných prvků za vzniku neviditelného ionizujícího (radioaktivního) záření. Tento proces je označován jako přírodní radioaktivita (ve starší literatuře se nazývá "přirozená"). Radioaktivními se však mohou stát i původně stabilní jádra ozařováním, například v jaderném reaktoru. V tom případě se jedná o umělou radioaktivitu. Nestabilní jádra, která se rozpadají, se nazývají radionuklidy, případně radioizotopy. Mají různé vlastnosti: mohou být přírodní nebo umělé, mohou se rozpadat rychleji nebo pomaleji, vydávají záření různého druhu a toto záření může mít různou intenzitu a pronikavost.
Ionizující záření
Pojmem ionizující záření rozumíme taková záření, která ionizují prostředí, jímž procházejí. Patří sem záření vznikající rozpadem radioaktivních látek alfa (a), beta (b) nebo gama (g), rentgenové záření vznikající dopadem urychlených elektronů na kovovou anodu rentgenky, záření vyvolané částicemi urychlenými v urychlovačích nebo neutronové záření, pocházející například z jaderného reaktoru nebo z některých jaderných reakcí.
Účinky ionizujícího záření
Ionizující záření způsobuje ionizaci původně neutrálních atomů a molekul. Při ní se od atomu působením záření odtrhne jeden nebo několik elektronů a z neutrálního atomu vznikne kladný iont. Ionizující záření také působí na fotografickou emulzi, která po vyvolání více nebo méně zčerná. Další účinky záření jsou chemické, tepelné nebo biologické. Výsledek působení záření závisí jednak na tzv. aktivitě zářiče a dalších faktorech.
Druhy záření radioaktivních látek
Záření alfa (a)
Toto záření vydává většina přírodně radioaktivních izotopů. Jsou to prudce letící kladná jádra helia 2He4 (heliony). Původní jádro radionuklidu ztratí dva protony a dva neutrony a vznikne jádro nového prvku. V periodické tabulce je posunutý o dvě místa doleva. Záření a silně ionizuje prostředí, kterým prochází a dá se snadno odstínit. K nejznámějším zdrojům záření alfa patří rádium, které objevila v roce 1898 Marie Curie-Sklodowská:
88Ra226 >>> 86Rn222 + 2He4
Záření beta (b)
Záření b- je tvořeno proudem záporných elektronů e-1, vznikajících v jádře radioaktivního prvku. Dochází k tomu při přeměně neutronu na proton. Nové jádro má přibližně stejnou hmotnost jako původní, jeho kladný náboj je však o jednotku větší. V periodické tabulce je posunuté o jedno místo doprava. Záření b má větší pronikavost než záření a
6C14 >>> 7N14 + b-
Kromě záření b- může při radioaktivních přeměnách vznikat i záření b+, které je tvořeno proudem kladných pozitronů (antičástice k elektronům).
Záření gama (g)
Záření g je velmi pronikavé elektromagnetické záření, které nenese žádný elektrický náboj. Nevzniká jiný izotop, jádro pouze ztratí část své energie. Toto záření se dá odstínit jen velmi silnými vrstvami kovu nebo betonu. Často se používá k podobným účelům jako rentgenové záření, protože má podobné vlastnosti.
 |
|
 |
| Jednotlivé druhy záření se chovají různě v elektrickém a magnetickém poli. Například v homogenním magnetickém poli je záření a a b+ vychylováno jedním směrem, záření b- směrem opačným a na záření g magnetické pole vůbec nepůsobí.
|
|
Průchodem radioaktivního záření látkou se část záření v materiálu pohlcuje, dochází k jeho absorpci. Energie záření se přitom mění na jinou energii, např. na teplo.
|
Radioaktivní přeměny
Při přeměnách radionuklidů vzniká radioaktivní (ionizující) záření, tento děj vystihuje zákon radioaktivní přeměny. Rychlost radioaktivních přeměn udává veličina poločas přeměny T. Je to doba, za kterou se rozpadne právě polovina jader sledovaného izotopu. Ze zbývající poloviny se za další poločas přeměny rozpadne opět polovina jader atd. Některé izotopy mají poločas přeměny velmi dlouhý (např. pro rádium je to 1590 roků), jiné se rozpadají téměř okamžitě, během zlomku sekundy.
Poločas přeměny T je pro konkrétní radionuklid stálou a charakteristickou veličinou - nejde ovlivnit žádnou změnou vnějších podmínek (tlak, teplota, změna skupenství apod.).
Přírodně radioaktivní jádra se postupně přeměňují na jiné radioizotopy. Tvoří tři tzv. přeměnové řady, na konci každé řady je neradioaktivní (stabilní) izotop olova.