يأخذ الإشعاع المؤين عدة أشكال: جسيمات ألفا وبيتا ونيوترون وجاما والأشعة السينية، حيث تحدث جميع الأنواع بسبب الذّرات غير المستقرة، والتي لديها إما طاقة زائدة أو كتلة (أو كليهما)، من أجل الوصول إلى حالة مستقرة، يجب عليهم إطلاق هذه الطاقة الإضافية أو الكتلة في شكل إشعاع.
أنواع الأشعة المؤينة
أشعة ألفا
يحدث إشعاع ألفا عندما تتعرض الذّرة لتحللٍ إشعاعي، مما يؤدي إلى إطلاق جسيم (يسمى جسيم ألفا) يتكون من بروتون ونيوترونين (نواة ذرة الهيليوم -4 بشكل أساسي)، ويغير ذّرة المنشأ إلى عنصر بعنصر له العدد الذري أقل من “2” والوزن الذري “4” أقل مما بدأ به.
بسبب شحنتها وكتلتها، تتفاعل جزيئات ألفا بقوة مع المادة، وتسافر فقط بضعة سنتيمترات في الهواء، حيث أن جزيئات ألفا غير قادرة على اختراق الطبقة الخارجية لخلايا الجلد الميتة، ولكنها قادرة إذا تم تناول مادة تنبعث منها ألفا في الطعام أو الهواء، على التسبب في تلف خطير للخلايا، ألكسندر ليتفينينكو هو مثال مشهور حيث تم تصميمه بواسطة polonium-210 باعث ألفا في شايه.
إشعاع بيتا
يأخذ إشعاع بيتا شكل إلكترون أو بوزيترون (جسيم بحجم الإلكترون وكتلته، ولكن مع شحنة موجبة) ينبعث من الذّرة نظرًا للكتلة الأصغر، فهي قادرة على السفر أبعد في الهواء حتى بضعة أمتار، ويمكن إيقافها بواسطة قطعة بلاستيكية سميكة، أو حتى رزمة من الورق.
يمكن أن يخترق الجلد بضعة سنتيمترات، مما يشكل إلى حد ما خطرًا صحيًا خارجيًا ومع ذلك، لا يزال التهديد الرئيسي في المقام الأول من الانبعاثات الداخلية من المواد المبتلعة.
إشعاعات غاما
لا يتكون إشعاع جاما على عكس ألفا أو بيتا من أي جسيمات، بدلاً من ذلك يتكون من فوتون الطاقة المنبعثة من نواة غير مستقرة، ونظرًا لعدم وجود كتلة أو شحنة، يمكن أن ينتقل إشعاع غاما بعيدًا في الهواء أكثر من ألفا أو بيتا، حيث يفقد (في المتوسط) نصف طاقته لكل 500 قدم.
يمكن إيقاف موجات غاما بواسطة مادة طبقة سميكة أو كثيفة بما فيه الكفاية، مع كون المواد ذات العدد الذري العالي مثل الرصاص أو اليورانيوم المستنفد هي أكثر أشكال الحماية فعالية.
الأشعة السينية
تشبه الأشعة السينية إشعاع غاما، والفرق الأساسي هو أنها تنشأ من سحابة الإلكترون ويحدث هذا بشكلٍ عام بسبب تغيرات الطاقة في الإلكترون، مثل الانتقال من مستوى طاقة أعلى إلى مستوى أقل، مما يتسبب في إطلاق الطاقة الزائدة، كما أن الأشعة السينية هي طول موجي أطول و (عادة) طاقة أقل من أشعة جاما أيضًا.
إشعاع النيوترون
يتكون إشعاع النيوترون من نيوترون حر، ينبعث عادةً نتيجة للانشطار النووي التلقائي أو المستحث، قادرة على السفر مئات أو حتى آلاف الأمتار في الهواء، ولكن يمكن إيقافها بشكل فعال إذا تم حظرها بواسطة مادة غنية بالهيدروجين، مثل الخرسانة أو الماء.
عادة لا تكون النيوترونات قادرة على تأين ذرة مباشرة بسبب افتقارها إلى شحنة، وهي في الغالب مؤينة بشكل غير مباشر، حيث يتم امتصاصها في ذرة مستقرة مما يجعلها غير مستقرة وأكثر احتمالية لانبعاث الإشعاع المؤين من نوع آخر، وفي الواقع، النيوترونات هي النوع الوحيد من الإشعاع القادر على تحويل المواد المشعة الأخرى.
