Радиоактивные вещества (радиоактивные элементы, или радионуклиды) отличает способность испускать ионизирующее излучение. Причиной такого излучения является нестабильность ядра атома, в результате чего оно подвергается самопроизвольному распаду. В зависимости от их природы радиоактивные вещества могут испускать излучение одного или одновременно нескольких типов, известных как a-, в- и у-излучение.
 

Радиоактивные вещества, встречающиеся в природе, называются естественными радиоизотопами, а радиоактивные вещества, получаемые в ядерных реакторах и ускорителях элементарных частиц, относятся к искусственным радиоизотопам.

Однако не делается различий между естественной и искусственной радиоактивностью и считается, что искусственные радиоизотопы первоначально также встречались в природе, но вследствие малого времени жизни перестали существовать в результате радиоактивного распада. При использовании ядерной энергии в мирных целях находят применение и естественные, и искусственные радиоизотопы. Последние, кроме того, благодаря их разнообразию и относительно низкой стоимости широко применяются в других отраслях промышленности, медицине, научных исследованиях.
 

К основным параметрам, характеризующим радиоактивные вещества, относятся следующие.
 

Атомный номер, который равен также зарядовому числу и соответствует числу протонов в атомном ядре. Атомный номер обозначают индексом слева внизу от химического символа элемента, например ₂₇С0.
 

Массовое число, соответствующее общему числу нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре. Его пишут слева вверху от химического символа элемента: ⁶⁰Со.
 

Период полураспада (Т_1/2), определяемый как промежуток времени, в течение которого количество радиоактивных ядер уменьшается вдвое. Периоды полураспада наиболее часто применяемых радионуклидов различаются от нескольких минут до сотен лет.
 

Тип излучения, т. е. a-, в- и у-излучение..
 

Энергия излучения, выражаемая в электрон-вольтах (эВ) (Электрон-вольт-величина энергии, которую приобретает заряженная частица, несущая один элементарный заряд электрона, пройдя в электрическом поле разность потенциалов в 1 В.) или в кратных им величинах (кэВ, МэВ).
 

Активность радионуклида, под которой подразумевают число спонтанных ядерных превращений в этом нуклиде (или в радиоактивном веществе, содержащем несколько радионуклидов) за единицу времени. Единицей измерения активности является кюри (Ки). (Единицей измерения активности в системе СИ является беккерель (Бк), соответствующий одному ядерному превращению в секунду, 1 Ки = 3,7 • 10¹⁰ Бк.)

Активность, приходящаяся на единицу массы изотопа, называется удельной активностью и выражается в Ки/г.
 

Радиоизотопы различаются по радиотоксичности, обусловленной ионизирующим излучением, испускаемым при их попадании внутрь организма. Степень токсичности зависит не только от характеристик излучения радионуклидов, но также и от интенсивности процессов их метаболизма в организме. Поэтому все радионуклиды в соответствии с радиотоксичностью и стандартами безопасности классифицируются Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) по четырем группам (табл. 1).

В табл. 2 представлены сведения о типах радиохимических лабораторий и требованиях к ним в зависимости от группы радиационной опасности радионуклидов и их фактической активности на рабочем месте (стандарты безопасности МАГАТЭ).
 

Наиболее распространенные радиоактивные вещества встречаются в твердом виде (например ¹³⁷Сs), жидком (тритийсодержащая вода) или газообразном состоянии (⁸⁵Кг). Они используются в качестве закрытых или открытых источников ионизирующих излучений.
 

Разумеется, понятие радиотоксичности относится к опасности внутреннего облучения, возникающей главным образом при использовании открытых источников. Радиотоксичность радионуклидов является одним из двух параметров, которые используются для классификации рабочих помещений, где проводятся работы с открытыми радиоактивными веществами.

Второй параметр-это количество радиоактивного вещества на рабочем месте. Предельно допустимые концентрации радиоизотопов (в организме, воде и воздухе) рекомендованы Международной комиссией по радиационной защите (МКРЗ).
 

В большинстве стран использование радиоактивных веществ очень строго контролируется с целью предотвращения их попадания в руки лиц, не подозревающих об особой опасности радиоактивных веществ для здоровья человека и о предосторожности, необходимой при работе с ними.
 

Искусственные радионуклиды не только важны для научных исследований, они имеют широкое практическое применение, главным образом в медицине (лучевая терапия, радиодиагностика), промышленности (радиационная химия, рентгенография, радиационная стерилизация оборудования и материалов), технологическом контроле (измерительная аппаратура), для получения меченых соединений (радиоактивные метки), в производстве тепловой электроэнергии.
 

Основные характеристики некоторых широко используемых радионуклидов (в основном в неядерных отраслях промышленности) представлены в табл. 3.