Tự nhiên

Trên trái đất, các hạt nhân phóng xạ xuất hiện tự nhiên thuộc ba loại: hạt nhân phóng xạ nguyên thủy, hạt nhân phóng xạ thứ cấp và hạt nhân phóng xạ vũ trụ.

• Các hạt nhân phóng xạ được tạo ra trong quá trình tổng hợp hạt nhân và vụ nổ siêu tân tinh cùng với các hạt nhân ổn định. Hầu hết phân rã nhanh chóng nhưng vẫn có thể được quan sát thiên văn và có thể đóng một phần trong việc hiểu các quá trình thiên văn. Các hạt nhân phóng xạ nguyên thủy, như uranium và thorium, tồn tại trong thời đại hiện nay bởi vì thời gian bán hủy của chúng quá dài (> 100 triệu năm) mà chúng vẫn chưa phân rã hoàn toàn. Một số hạt nhân phóng xạ có thời gian bán hủy quá lâu (gấp nhiều lần tuổi của vũ trụ) mà sự phân rã mới chỉ được phát hiện gần đây và đối với hầu hết các mục đích thực tế, chúng có thể được coi là ổn định, đáng chú ý nhất là bismuth-209: phát hiện sự phân rã này có nghĩa là bismuthđã không còn được coi là ổn định. Có thể quan sát thấy sự phân rã trong các hạt nhân khác, thêm vào danh sách các hạt nhân phóng xạ nguyên thủy này.
• Các hạt nhân phóng xạ thứ cấp là các đồng vị phóng xạ có nguồn gốc từ sự phân rã của các hạt nhân phóng xạ nguyên thủy. Chúng có thời gian bán hủy ngắn hơn các hạt nhân phóng xạ nguyên thủy. Chúng phát sinh trong chuỗi phân rã của các đồng vị nguyên thủy thorium-232, uranium-238 và uranium-235. Các ví dụ bao gồm các đồng vị tự nhiên của polonium và radium.
• Các đồng vị vũ trụ, chẳng hạn như carbon-14, có mặt vì chúng liên tục được hình thành trong khí quyển do các tia vũ trụ. [6]

Nhiều trong số các hạt nhân phóng xạ này chỉ tồn tại với số lượng dấu vết trong tự nhiên, bao gồm tất cả các hạt nhân vũ trụ. Các hạt nhân phóng xạ thứ cấp sẽ xảy ra tương ứng với thời gian bán hủy của chúng, vì vậy những người có thời gian sống ngắn sẽ rất hiếm. Ví dụ, polonium có thể được tìm thấy trong quặng urani ở mức khoảng 0,1 mg mỗi tấn (1 phần trong 10 10). [7] [8] Các radionunclides khác có thể xảy ra trong tự nhiên với số lượng hầu như không thể phát hiện được do hậu quả của các sự kiện hiếm gặp như phân hạch tự phát hoặc tương tác tia vũ trụ không phổ biến.

Phân hạch hạt nhân

Các hạt nhân phóng xạ được sản xuất như một kết quả không thể tránh khỏi của sự phân hạch hạt nhân và vụ nổ nhiệt hạch. Quá trình phân hạch hạt nhân tạo ra một loạt các sản phẩm phân hạch, hầu hết trong số đó là các hạt nhân phóng xạ. Các hạt nhân phóng xạ hơn nữa có thể được tạo ra từ sự chiếu xạ của nhiên liệu hạt nhân (tạo ra một loạt các actinide) và của các cấu trúc xung quanh, mang lại các sản phẩm kích hoạt. Hỗn hợp phức tạp này của các hạt nhân phóng xạ với các hóa chất và phóng xạ khác nhau làm cho việc xử lý chất thải hạt nhân và xử lý bụi phóng xạ hạt nhân đặc biệt có vấn đề.

Tổng hợp

Các hạt nhân alpha nhân tạo phát ra hạt nhân -241 được đưa vào buồng mây để hình dung Một  Một 

Các hạt nhân phóng xạ tổng hợp được cố tình tổng hợp bằng cách sử dụng các lò phản ứng hạt nhân, máy gia tốc hạt hoặc máy phát hạt nhân phóng xạ:

• Cùng với việc được chiết xuất từ ​​chất thải hạt nhân, đồng vị phóng xạ có thể được sản xuất có chủ ý với các lò phản ứng hạt nhân, khai thác dòng neutron cao hiện diện. Những neutron kích hoạt các yếu tố được đặt trong lò phản ứng. Một sản phẩm điển hình từ lò phản ứng hạt nhân là iridium-192. Các nguyên tố có xu hướng lớn để chiếm các neutron trong lò phản ứng được cho là có tiết diện neutroncao.
• Máy gia tốc hạt như cyclotron tăng tốc các hạt để bắn phá mục tiêu để tạo ra các hạt nhân phóng xạ. Cyclotron tăng tốc các proton tại một mục tiêu để tạo ra các hạt nhân phóng xạ positron, ví dụ như flo-18.
• Máy phát hạt nhân phóng xạ có chứa một hạt nhân phóng xạ cha mẹ phân rã để tạo ra con gái phóng xạ. Cha mẹ thường được sản xuất trong một lò phản ứng hạt nhân. Một ví dụ điển hình là máy phát Technetium-99m được sử dụng trong y học hạt nhân. Cha mẹ được sản xuất trong lò phản ứng là molybdenum-99.