Еще в 1896 году французский физик Беккерель заметил, что соединения урана обладают свойством испускать какие-то невидимые лучи, которые вызывают почернение фотопластинок, свечение некоторых веществ, ионизацию воздуха.
Два года спустя Пьер Кюри и Мария Кюри-Складовская из урановых руд выделили неизвестный до этого химический элемент, который испускал подобные лучи, действовавшие значительно сильнее. Этому элементу было дано название «радий», что означает «лучистый». С тех пор способность веществ испускать лучи подобно радию стали называть радиоактивностью, а сами вещества — радиоактивными.
Последующие исследования показали, что лучи, испускаемые радиоактивными веществами, представляют собой поток положительно заряженных частиц с атомным весом 4, названных альфа-лучами (α), отрицательно заряженных частиц (электронов), или бета-лучей (β), и, наконец, гамма-лучей (γ), которые по своей природе подобны рентгеновым лучам.
Гамма-лучи испускаются в виде отдельных порций, названных фотонами (квантами). Скорость альфа-частиц, испускаемых ядрами радия, достигает 10 000 км/сек., бета-частицы движутся со скоростью порядка 270 000 км/сек. Скорость электромагнитных излучений, к которым относятся и гамма-лучи, достигает 300 000 км/сек.
Энергию радиоактивных излучений принято измерять в мегаэлектроновольтах (один миллион электроновольт обозначается Мэв). Один электроновольт — это такая энергия, которую приобретает электрон, проходя в электрическом поле разность потенциалов, равную одному вольту.
Исследования в области радиоактивных излучений показали, что в природе многие элементы обладают радиоактивностью. Таких элементов насчитывается несколько десятков.
Кроме естественных радиоактивных изотопов, получены сотни изотопов искусственным путем, которые широко используются в различных отраслях промышленности, в медицине, в научно-исследовательской работе и т. д. Всего в настоящее время известно около 1000 радиоактивных изотопов.
В ряде случаев радиоактивные элементы испускают неодинаковые лучи. Так, например, радий-226 испускает только альфа-лучи, один из изотопов водорода — тритий излучает только бета-частицы, а бета-излучение кобальта-60 сопровождается испусканием гамма-лучей.
Радиоактивность изотопов является следствием превращений, протекающих в ядре атома. Больше всего эти процессы сопровождаются распадом ядра, поэтому часто такие процессы называют радиоактивным распадом.
Большая часть естественных радиоактивных изотопов может быть объединена в группы (семейства). Таких групп насчитывается четыре. Семейство урана-238, тория-232, нептуния-233 (родоначальник — уран-233) и семейство актиния (родоначальник — уран-235). Конечными продуктами радиоактивного распада этих семейств являются стабильные изотопы свинца.
Известны также естественные изотопы, не входящие в эти семейства (калий-40, рубидий-87 и др.).
Характерной особенностью естественной радиоактивности является интенсивность, с которой протекает распад ядра. Каждому радиоактивному изотопу свойственна определенная скорость распада. Единицей измерения скорости радиоактивного распада является так называемый период полураспада, т. е. время, в течение которого половина атомов любого взятого количества радиоактивного вещества претерпит распад.
