Phát xạ là quá trình phát ra hạt hoặc sóng từ một chất phóng xạ, có thể xuyên thủng qua vật liệu và gây tác động đến môi trường. Nó được định nghĩa là quá trình phát ra năng lượng từ hạt nhân phóng xạ dưới dạng sóng hoặc hạt. Các hạt và sóng này gọi là phát xạ ion hóa vì chúng có thể gây ion hóa trong các chất khác. Phát xạ có ý nghĩa quan trọng trong y tế, năng lượng hạt nhân và khoa học vật liệu, nhưng cũng có thể mang đến rủi ro cho sức khỏe và môi trường. Vì vậy, quản lý phát xạ là rất quan trọng để bảo đảm an toàn cho con người và môi trường.

Phát xạ alpha là một loại phát xạ cơ bản, gồm các hạt alpha, là hạt nhân của hạt helium. Hạt alpha được tạo ra từ sự phân rã của các nguyên tử nặng như uranium và plutonium. Chúng có khối lượng lớn và năng lượng kinetik thấp, dễ bị chặn bởi các vật liệu như giấy, nhựa và da. Phát xạ alpha có đặc điểm gồm độ ion hóa cao vì hạt alpha mang điện tích dương. Chúng cũng có khả năng phá hủy tế bào và gây hư hại gen. Tuy nhiên, do khối lượng lớn, chúng chỉ di chuyển được một khoảng cách ngắn trước khi bị chặn lại. Loại phát xạ alpha thường được sử dụng trong y học để điều trị ung thư và trong các thiết bị đo đạc, như bộ đếm phát xạ, để phát hiện và đo lượng phát xạ alpha.

Phát xạ beta là một trong ba loại phát xạ, gồm các hạt beta, tức là electron hoặc positron phát ra từ nhân nguyên tử trong quá trình phân rã. Các hạt beta có năng lượng từ một đến vài trăm keV, có khả năng thâm nhập sâu hơn phát xạ alpha và di chuyển nhanh hơn nhưng chậm hơn phát xạ gamma. Phát xạ beta có khả năng thay đổi cấu trúc vật liệu, gây hại cho sức khỏe khi tiếp xúc trực tiếp hoặc hít phải bụi phát xạ chứa hạt beta. Ngoài ra, nó cũng có thể được sử dụng trong y tế và thiết bị đo lường phát xạ. Loại phát xạ beta là một phương tiện quan trọng trong nghiên cứu phát xạ, có những đặc điểm và tính chất riêng.

Sóng gamma là một trong ba loại phát xạ cơ bản, bên cạnh phát xạ alpha và beta. Nó là dạng phát xạ điện từ, được tạo ra khi nhân vật chủ của một nguyên tử chuyển từ trạng thái cao hơn xuống trạng thái thấp hơn và phát ra năng lượng. Sóng gamma có bước sóng ngắn và năng lượng cao hơn sóng ánh sáng. Sóng gamma khó bị phân tán và có thể xuyên qua chất rắn như bê tông hoặc chì. Điều này làm cho nó nguy hiểm vì có thể xâm nhập vào cơ thể con người và gây tổn thương tế bào. Việc đo lường và kiểm soát sóng gamma rất quan trọng trong y tế và công nghiệp. Các tính chất khác của sóng gamma bao gồm không mang điện tích, có khả năng gây ion hóa và có thể được sử dụng trong điều trị bệnh. Hiểu rõ về sóng gamma là rất quan trọng để đảm bảo an toàn trong các ứng dụng liên quan đến phát xạ.

Phương trình phân rã là một công cụ quan trọng trong tính toán các thông số của quá trình phát xạ. Nó cho biết tỉ lệ giảm dần của số lượng phân tử trong một mẫu phát xạ theo thời gian. Phương trình phân rã được biểu diễn dưới dạng đại số hoặc phương trình vi phân. Các thông số cơ bản của phát xạ bao gồm hằng số phân rã, chu kỳ bán rã và năng lượng phát xạ. Hằng số phân rã là tỉ lệ giảm dần của số lượng phân tử trong một mẫu phát xạ theo thời gian (ký hiệu λ). Chu kỳ bán rã là thời gian cần để nửa số lượng phân tử trong một mẫu phát xạ giảm xuống (ký hiệu T1/2). Năng lượng phát xạ là lượng năng lượng được giải phóng trong quá trình phát xạ (ký hiệu E). Phương trình phân rã được sử dụng để tính toán các thông số này. Ví dụ, nó có thể được sử dụng để tính toán số lượng phân tử trong một mẫu phát xạ sau một thời gian nhất định hoặc để tính toán thời gian cần thiết để nửa số lượng phân tử trong một mẫu phát xạ giảm xuống. Phương trình phân rã đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu phát xạ và được sử dụng để tính toán các thông số quan trọng của phát xạ để đảm bảo an toàn cho môi trường và con người.

Động lượng phát xạ là một tính chất quan trọng của hiện tượng phát xạ. Nó được định nghĩa là khối lượng của hạt nhân phát xạ nhân với vận tốc của nó. Động lượng phát xạ có tác động đến năng lượng phát xạ, độ phân huỷ và chu kỳ bán rã của phát xạ. Để định lượng động lượng phát xạ, ta sử dụng công thức động lượng phát xạ = khối lượng phát xạ x vận tốc. Các ảnh hưởng của động lượng phát xạ bao gồm sự tán xạ, sự hấp thu và sự kết nạp của phát xạ. Động lượng phát xạ càng lớn thì khả năng tán xạ và hấp thu của phát xạ càng cao.

Phát xạ có năng lượng là tính chất cơ bản của hiện tượng phát xạ. Năng lượng này được xác định bởi tần số và độ lớn của sóng điện từ. Các hạt phát xạ truyền tải năng lượng trong quá trình phát xạ và năng lượng này được chuyển đổi từ dạng năng lượng của hạt phát xạ sang dạng năng lượng của sóng điện từ. Việc định lượng năng lượng phát xạ rất quan trọng trong các ứng dụng của phát xạ như y học hạt nhân và sản xuất năng lượng điện hạt nhân. Năng lượng phát xạ cũng ảnh hưởng đến độ phân huỷ và chu kỳ bán rã của các chất phát xạ. Hiểu rõ về tính chất của năng lượng phát xạ là quan trọng để ứng dụng phát xạ hiệu quả và an toàn.

Độ phân huỷ của phát xạ là quá trình chuyển đổi và phân rã của hạt nhân để tạo ra năng lượng và chất bức xạ. Đo độ phân huỷ dựa trên chu kỳ bán rã, tức là thời gian mà nửa số chất bức xạ ban đầu phân rã thành chất bức xạ mới. Độ phân huỷ phát xạ phụ thuộc vào loại chất bức xạ và điều kiện môi trường. Trong quá trình phát xạ, hạt nhân sẽ phân rã thành các hạt nhỏ hơn, giải phóng năng lượng và tạo ra chất bức xạ mới. Nếu không kiểm soát và xử lý đúng cách, chất bức xạ có thể gây hại cho sức khỏe con người và môi trường.

Chu kỳ bán rã là thời gian để nửa số lượng nguyên tử của chất phát xạ phân rã hoặc giảm đi một nửa. Nó được ký hiệu là T½ và tính bằng công thức T½ = ln2 / λ, trong đó λ là hằng số phân rã của chất phát xạ. Chu kỳ bán rã ảnh hưởng đến mức độ phát xạ của chất phát xạ, khi chu kỳ bán rã càng ngắn thì mức độ phát xạ càng lớn và ngược lại. Nó cũng ảnh hưởng đến thời gian bảo vệ an toàn của chất phát xạ sau khi sử dụng, khi chu kỳ bán rã càng dài thì thời gian bảo vệ an toàn càng lâu và ngược lại. Chu kỳ bán rã là một tính chất quan trọng của phát xạ và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng về phát xạ.