สารกัมมันตรังสี เป็น คำที่มีการแพร่หลายจากเหตุภัยพิบัติทางธรรมชาติ จากเหตุแผ่นดินไหว และคลื่นยักษ์สึนามิโถมถล่มซ้ำประเทศญี่ปุ่น จนถึงโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในประเทศญี่ปุ่น  หลายคนคงได้ยิน  คำว่า "สารกัมมันตภาพรังสี" คงสงสัยกันว่า มันคืออะไร?
กัมมันตภาพรังสี (Ionizing Radiation)

1. กัมมันตภาพรังสี (Radioactivity)  หมายถึง  รังสีที่แผ่ออกมาได้เองจากธาตุบางชนิด
2. ธาตุกัมมันตรังสี  หมายถึง ธาตุที่มีในธรรมชาติที่แผ่รังสีออกมาได้เอง
3. เฮนรี่ เบคเคอเรล  นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส เป็นผู้ค้นพบกัมมันตภาพรังสีโดยบังเอิญ  ในขณะที่ทำการวิเคราะห์เกี่ยวกับรังสีเอกซ์  กัมมันตภาพรังสีมีสมบัติแตกต่างจากรังสีเอกซ์ คือ มีความเข้มน้อยกว่ารังสีเอกซ์  การแผ่รังสีเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา
4. รังสี เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติ  บางชนิดเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น รังสีเอกซ์  รังสีอุลตราไวโอเลต  รังสีอินฟราเรด  บางอย่างเป็นอนุภาค  เช่นรังสีที่เกิดจากอนุภาคอิเลคตรอน  รังสีที่ได้จากธาตุกัมมันตรังสีมี 3 ชนิด คือ  รังสีแอลฟา  รังสีเบตา  และรังสีแกมมา

ชนิดของกัมมันตภาพรังสี
กัมมันตภาพรังสีมี 3 ชนิด  คือ
1) รังสีแอลฟา (alpha, a) คือ นิวเคลียสของอะตอมธาตุฮีเลียม 4He2 มีประจุไฟฟ้า +2 มีมวลมาก ความเร็วต่ำ อำนาจทะลุทะลวงน้อย  มีพลังงานสูงมากทำให้เกิดการแตกตัวเป็นอิออนได้ดีที่สุด
2) รังสีเบต้า (Beta, b) มี 2 ชนิด คือ อิเลคตรอน 0e-1 (ประจุลบ) และ โฟซิตรอน  0e+1 (ประจุบวก) มีความเร็วสูงมากใกล้เคียงกับความเร็วแสง
3) รังสีแกมมา (gamma, g) คือ รังสีที่ไม่มีประจุไฟฟ้า หมายถึง โฟตอนหรือควอนตัมของแสง มีอำนาจในการทะลุทะลวงได้สูงมาก  ไม่เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า  เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงกว่ารังสีเอกซ์
การวิเคราะห์ชนิดของประจุของสารกัมมันตภาพรังสีโดยใช้สนามแม่เหล็ก
เลขมวล เลขอะตอมและสัญลักษณ์ของ Nucleus
นิวคลีออน คือ อนุภาคที่รวมตัวกันอยู่ภายใต้ นิวเคลียส ซึ่งหมายถึง โปรตอน (proton, 1H1) และนิวตรอน (Neutron,1n0 ) ในนิวเคลียสมีสัญลักษณ์เป็น AXZ โดย
X เป็นสัญลักษณ์ของนิวเคลียสใดๆ
A เป็นเลขมวลของธาตุ (mass number) หมายถึง จำนวนนิวคลีออน หรือเป็นเลขจำนวน
เต็มที่มีค่าใกล้เคียงกับมวลอะตอม ในหน่วย U ของธาตุนั้น
Z เป็นเลขอะตอม หมายถึง จำนวนโปรตอนภายใน Nucleus

การเกิดกัมมันตภาพรังสี
1. เกิดจากนิวเคลียสในสภาวะพื้นฐานได้รับพลังงาน ทำให้นิวเคลียสกระโดดไปสู่ระดับพลังงานสูงขึ้น ก่อนกลับสู่สภาวะพื้นฐาน นิวเคลียสจะคายพลังงานออกมาในรูปรังสีแกมมา
2. เกิดจากนิวเคลียสที่อยู่ในสภาพเสถียร แต่มีอนุภาคไม่สมดุล นิวเคลียสจะปรับตัวแล้วคายอนุภาคที่ไม่สมดุลออกมาเป็นอนุภาคแอลฟาหรือเบตา

คุณสมบัติของกัมมันตภาพรังสี
1. เดินทางเป็นเส้นตรง
2. บางชนิดเกิดการเลี้ยวเบนเมื่อผ่านสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า เช่น a, b
3. มีอำนาจในการทะลุสารต่างๆ ได้ดี
4. เมื่อผ่านสารต่างๆจะสูญเสียพลังงานไปโดยการทำให้สารนั้นแตกตัวเป็นอิออน ซึ่งอิออนเหล่านั้นจะก่อให้เกิดปรากฏการณ์อื่นๆ เช่น ปฏิกิริยาเคมี เกิดรอยดำบนฟิล์มถ่ายรูป
4. การค้นพบนิวตรอน โดย เชดวิด(Sir James Chadwick) ได้ทดลองโดยใช้รังสีแอลฟา (a) เช้าชนธาตุเบริลเลียม ปรากกฎว่าได้รังสีที่คล้ายรังสีแกมมา เป็นกลางทางไฟฟ้า นั่นคือ นิวตรอน
5. การเปลี่ยนสภาพนิวเคลียส
1. การแผ่กัมมันตภาพรังสี เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงนิวเคลียส เมื่อนิวเคลียสปลดปล่อยรังสีออกมานิวเคลียสเองจะเปลี่ยนสภาพเป็นนิวเคลียสของธาตุใหม่
2. การแผ่รังสีแอลฟา a นิวเคลียสของธาตุเดิมจะเปลี่ยนไปโดยที่มวล และนิวเคลียสเดิมลดลงเท่ากับมวลของอนุภาคแอลฟา
3. การแผ่รังสีเบตา b ประจุไฟฟ้าของนิวเคลียสใหม่จะเพิ่มหรือลดลง 1 e หน่วย
4. รังสีแกมมา g เกิดจากการเปลี่ยนระดับพลังงานของนิวเคลียส จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงเลขมวลและเลขอะตอมของนิวเคลียสที่แผ่รังสีแกมมาออกมา
กัมมันตภาพรังสี (Ionizing Radiation)
 กัมมันตภาพรังสี หมายถึง พลังงานที่ปล่อยจากนิวเคลียสหรืออะตอมของธาตุบางชนิด หรือรังสีที่แผ่ออกจากสารกัมมันตภาพรังสี แล้วสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้

ชนิดและอันตรายจากกัมมันตภาพรังสี

1. รังสีแกมมา มีอำนาจการทะลุทะลวงมากและสามารถทำลายเนื้อเยื่อของร่างกายได้
2. รังสีแอลฟาและรังสีเบต้า เป็นรังสีที่มีอนุภาคสามารถทำลายเนื้อเยื่อได้ดี ถึงแม้จะมีอำนาจการทะลุทะลวงเท่ากับรังสีแกมมา แต่ถ้าหากรังสีชนิดนี้ไปฝังบริเวณเนื้อเยื่อของร่างกายแล้ว ก็มีอำนาจการทำลายไม่แพ้รังสีแกมมา
3. รังสีเอ็กซ์ สามารถปล่อยประจุไฟฟ้าแรงสูงในที่สุญญากาศ อันตรายอาจจะเกิดขึ้น ถ้าหากรังสีเอ็กซ์รั่วไหลออกจากเครื่องมือและออกสู่บรรยากาศ สัมผัสกับรังสีเอ็กซ์มากเกินไป เช่น จากหลอดเอ็กซ์เรย์ก็จะเกิดโรคผิวหนังที่มือ มีลักษณะหยาบ ผิวหนังแห้งมีลักษณะคล้ายหูด แห้งและเล็บหักง่าย ถ้าสัมผัสไปนาน ๆ เข้า กระดูกก็จะถูกทำลาย
4. รังสีที่สามารถมองเห็นและรังสีอัลตราไวโอเลตหรือรังสีเหนือม่วง รังสีชนิดนี้จะไม่ทะลุ ทะลวงผ่านชั้นใต้ผิวหนัง รังสีอัลตราไวโอเลตจะมีอันตรายรุนแรงกว่ารังสีอินฟราเรด และจะทำให้ผิวหนังไหม้เกรียม และทำอันตรายต่อเลนซ์ตา คนทั่ว ๆ ไปจะได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ ฉะนั้นคนที่ทำงานกลางแสงอาทิตย์แผดกล้าติดต่อกันเป็นระยะเวลานาน โอกาสที่จะเป็นเนื้องอกตามบริเวณผิวหนังที่ถูกแสงแดดในที่สุดก็จะกลายเป็นเนื้อร้ายหรือมะเร็งได้ รังสีอัลตราไวโอเลตจะมีอันตรายต่อผิวหนังมากขึ้น ถ้าหากผิวหนังของเราไปสัมผัสกับสารเคมีบางอย่าง เช่น ครีโซล ซึ่งเป็นสารเคมีที่มีความไวต่อแสงอาทิตย์มาก

อำนาจการทะลวงของรังสีต่าง ๆ วิธีการควบคุมและป้องกันอันตรายจากรังสี

1. กำหนดระดับของรังสีที่ปลอดภัยที่มนุษย์สามารถยอมรับได้
2. การตรวจระดับรังสีที่ร่างกายได้รับสม่ำเสมอ
3. ควบคุมแหล่งกำเนิดรังสี ควบคุมให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยต่อชุมชนและคนงาน
4. ควบคุมระยะเวลาในการสัมผัสให้เหลือน้อยที่สุด
5. มีมาตรการในการเคลื่อนย้ายหรือเก็บขนให้เกิดความปลอดภัยมากที่สุด
6. ควบคุมระยะห่างระหว่างรังสีกับผู้ปฏิบัติงานให้ห่างมากที่สุด ถ้าไม่จำเป็นไม่ต้องอยู่ใกล้
7. มีฉากกำบังรังสีที่แข็งแรง และสามารถกั้นรังสีได้จริง
8. มีการกำจัดกากรังสีอย่างถูกวิธี

กัมมันตภาพรังสี ในปี ค.ศ. 1896 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ชื่อ อองตวน อองรี แบ็กเกอแรล (Antoine Henri Becquerel, 1852-1908) ได้ค้นพบการแผ่รังสีของนิวเคลียสขึ้น จากการศึกษาเกี่ยวกับการแผ่รังสีฟิสิกส์นิวเคลียร์ต่อมาทำให้ทราบถึงธรรมชาติของธาตุ และสามารถนำเอาไปใช้ให้เป็นประโยชน์ได้มาก เช่น นำไปใช้เพื่อการบำบัดรักษามะเร็ง การทำ CT SCANNERS เป็นต้น 7.1 การสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี ธาตุกัมมันตรังสี (Radioactive Elements) หมายถึงนิวไคลด์หรือธาตุที่มีสภาพไม่เสถียร ซึ่งจะมีการสลายตัวของนิวเคลียสอยู่ตลอดเวลาทำให้กลายเป็น นิวไคลด์ ใหม่หรือธาตุ ในขณะเดียวกันก็สามารถปลดปล่อยรังสีได้ กัมมัตภาพรังสี (Radioactivity) เป็นปรากฎการณ์อย่างหนึ่งของสารที่มีสมบัติในการแผ่รังสีออกมาได้เอง กัมมันตภาพรังสี ที่แผ่ออกมามีอยู่ 3 ชนิดด้วยกัน คือ รังสีแอลฟา รังสีเบตา และรังสีแกมมา โดยเมื่อนำสารกัมมันตรังสีใส่ลงในตะกั่วที่เจาะรูเอาไว้ให้รังสีออกทางช่องทางเดียวไป ผ่านสนามไฟฟ้า พบว่ารังสีหนึ่งจะเบนเข้าหาขั้วบวกคือรังสีเบตา อีกรังสีหนึ่งเบนเข้าหาขั้วลบคือรังสีแอลฟาหรืออนุภาคแอลฟา ส่วนอีกรังสีหนึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้าจึงไม่ถูกดูดหรือผลักด้วยอำนาจแม่เหล็กหรืออำนาจนำไฟฟ้า ให้ชื่อรังสีนี้ว่า รังสีแกมมา
ก. รังสีแอลฟา (Alpha Ray) เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสที่มีขนาดใหญ่และมีมวลมากเพื่อเปลี่ยนแปลงให้เป็นนิวเคลียสที่มีเสถียรภาพสูงขึ้น ซึ่งรังสีนี้ถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสด้วยพลังงานต่าง ๆ กัน รังสีแอลฟาก็คือนิวเคลียสของฮีเลียม แทนด้วย มีประจุบวกมีขนาดเป็น 2 เท่าของประจุอิเล็กตรอน คือเท่ากับ +2e และมีนิวตรอน อีก 2 นิวตรอน (2n) มีมวลเท่ากับนิวเคลียสของฮีเลียมหรือประมาณ 7000 เท่าของอิเล็กตรอน เนื่องจากมีมวลมากจึงไม่ค่อยเกิดการเบี่ยงเบนง่ายนัก เมื่อวิ่งไปชนสิ่งกีดขวางต่าง ๆ เช่น ผิวหนัง แผ่นกระดาษ จะไม่สามารถผ่านทะลุไปได้ แต่จะถูกดูดซึมได้อย่างรวดเร็วแล้วจะถ่ายทอดพลังงานเกือบทั้งหมดออกไป ทำให้อิเล็กตรอนของอะตอมที่ถูกรังสีแอลฟาชนหลุดออกไป ทำให้เกิดกระบวนการที่เรียกว่า การแตกตัวเป็นไอออน