อะตอมเพื่อนของเรา (10) บทที่ 9 รังสีที่เผยพิรุธ

สุรศักดิ์ พงศ์พันธุ์สุข
กลุ่มวิจัยและพัฒนานิวเคลียร์
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

กัมมันตภาพรังสีเป็นสิ่งใหม่และไม่เคยได้ยินมาก่อนที่ทำเอานักวิทยาศาสตร์งงงวย แต่ยูเรเนียมเป็นแค่การเริ่มต้น ถ้านักวิทยาศาสตร์คิดกันว่ายูเรเนียมอธิบายได้ยากแล้ว พวกเขายังไม่รู้หรอกว่าอีกไม่นานปัญหาของพวกเขาจะใหญ่โตขึ้นมากกว่าสองล้านเท่าตัว

เมื่อพวกนักวิทยาศาสตร์ขับรถมาเจอเข้ากับที่ขวางถนนอย่างนี้ พวกเขาจะยิ่งแสวงหาข้อเท็จจริงกว่าเก่า ซึ่งมักจะหาอย่างหลับหูหลับตา ในหมู่นักวิทยาศาสตร์ที่ไล่ล่าความท้าทายนี้ มีสามีภรรยาคู่หนึ่งในนครปารีส คือปีแอร์และมารี กูรี (กูรีเป็นสำเนียงฝรั่งเศส สำเนียงอังกฤษคือ คูรี และติดปากมากกว่า) ตัวสามีเป็นนักฟิสิกส์ ส่วนภรรยาดั้งเดิมเป็นนักเคมี และพวกเขาก็กลายเป็นทีมนักหาความจริงชั้นยอด

 
 
ปีแอร์และมารี คูรี กำลังวัดกัมมันตภาพรังสี (www.aps.org/)

ก้าวแรกของทั้งคู่ก้าวย้อนกลับไปที่ต้นตอของกัมมันตภาพรังสี คือไม่ใช่แค่ที่ยูเรเนียม แต่ไปที่สินแร่วัตถุดิบของยูเรเนียมที่อยู่ปนกับโลหะและแร่อื่น ๆ ซึ่งขุดจากเปลือกโลกทีเดียว

พวกคูรีต้องใช้เวลาอยู่พักใหญ่ทดสอบความแรงกัมมันตภาพรังสีของตัวอย่างสินแร่ยูเรเนียมจำนวนมากมาย ซึ่งบางตัวอย่างก็พบว่ากัมมันตภาพรังสีแรงกว่ายูเรเนียมบริสุทธิ์เสียอีก แต่ยูเรเนียมก็เป็นแค่ส่วนหนึ่งในแร่ผสมที่พวกเขาใช้มาทดสอบ ส่วนที่เหลือเป็นวัสดุอื่น ๆ จึงมีข้อสรุปได้เพียงข้อเดียวเท่านั้น คือในหมู่วัสดุเหล่านี้จะต้องมีอีกสารหนึ่งที่มีรังสีแรงกว่ายูเรเนียมเสียอีก

มาดามคูรีทำงานแยกสินแร่ยูเรเนียมออกเป็นหลาย ๆ ส่วนตามแต่องค์ประกอบ นี่เป็นงานใหญ่สำหรับนักเคมี เพราะตามปกตินักเคมีจะเก็บตัวอย่างในขวดขนาดพอมือที่ใส่สารเคมีเพียงแค่ไม่กี่ออนซ์เท่านั้น แต่มาดามคูรีเริ่มต้นด้วยสินแร่ยูเรเนียมทั้งตันทีเดียว นานนับเดือนที่อาคารไม้ในปารีสมองดูเหมือนโรงงานมากกว่าจะเป็นห้องทดลอง

 
 
โรงแยกสินแร่ของพวกคูรี (Radiological History & Heritage Charitable Trust)

สินแร่ทั้งตันนั้นค่อย ๆ หดลงอย่างช้า ๆ เมื่อเธอแยกแร่ที่ไม่มีชีวิตและแม้แต่ยูเรเนียมออกไป ด้วยทุกขั้นตอนในกระบวนการกำจัดอันยาวเหยียดตัวอย่างของเธอก็หดเล็กลง และความแรงกัมมันตภาพรังสีของมันก็เพิ่มขึ้น ที่สุดเธอก็ค้นพบธาตุใหม่ธาตุหนึ่งที่มีรังสีสูงมาก เธอตั้งชื่อธาตุกัมมันตรังสีที่หายากเป็นที่สองนี้ว่า “พอโลเนียม” ตามชื่อโปแลนด์ อันเป็นมาตุภูมิของเธอ

แต่ทว่ายังมีส่วนที่เหลืออีกเล็กน้อยที่ไม่มียูเรเนียมและพอโลเนียมแต่ยังแผ่รังสีอยู่ มันจะต้องประกอบด้วยวัสดุกัมมันตรังสีอีกชนิดหนึ่ง ดังนั้นมาดามคูรีจึงยังตลุยไปข้างหน้าต่อไป ถึงตอนนี้เธอได้ทอนกองแร่ทั้งตันนั้นลงเหลือเป็นตัวอย่างน้อยนิดที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 1 ใน 100 ออนซ์ และตัวอย่างน้อยนิดนี้มีกัมมันตภาพรังสีสูงกว่ายูเรเนียมบริสุทธิ์ที่หนักเท่ากัน! มันแผ่รังสีแรงมากจนเรืองแสงจาง ๆ ได้ในที่มืด และตลอดเวลาตัวอย่างนี้ยังอุ่นกว่าอุณหภูมิของห้องทดลองอยู่ 2-3 องศา—มันอุ่นตัวมันเองอยู่ตลอดเวลา

อีกครั้งที่ตัวอย่างของสสารอันอัศจรรย์นี้ ได้กลายเป็นธาตุใหม่อีกธาตุหนึ่ง มาดามคูรีเรียกมันว่า “ผู้แผ่รังสี”—เรเดียม

ยูเรเนียม พอโลเนียม เรเดียม! การค้นพบโดยบังเอิญของอองรี แบ็กเกอแรล และผลงานอันทรหดของมาดามคูรีที่บัดนี้มาเขย่ารากฐานฟิสิกส์อันมั่นคง ขณะนั้นฟิสิกส์ศึกษาเกี่ยวข้องกับแรงกลชนิดต่าง ๆ กับการสั่นของเสียง กับความร้อน กระแสไฟฟ้า แม่เหล็ก และแสง จนเข้าใจดีทุกเรื่องหรือเกือบทุกเรื่อง และกับอะตอมอันเล็กจิ๋วด้วยที่มีที่ทางเรียบร้อยในด้านฟิสิกส์ ทว่าบัดนี้มีสามคู่หู ยูเรเนียม พอโลเนียม และเรเดียม โผล่ขึ้นมา ทุกวันรังสีและการแผ่รังสีกลายเป็นหัวข้อสนทนาหลัก มันคืออะไรกันที่โผล่ขึ้นมาจากส่วนลึกที่มองไม่เห็นในอะตอมของโลหะประหลาดพวกนี้ทำให้เกิดขึ้นมา?

หลายปีทีเดียวกว่าที่นักวิทยาศาสตร์จะหาพบธรรมชาติของรังสีที่ทำให้ฟิล์มกระจกเกิดหมอกมัว ทำให้อากาศเกิดประจุไฟฟ้า และกลายเป็นว่าเลวร้ายและเป็นอันตรายต่อมนุษย์! อย่างช้า ๆ ผู้ที่ได้รับรังสีเหล่านี้เกินขนาดก็จะเกิดอาการเจ็บปวดและไหม้เกรียมอย่างรุนแรง แต่ในสงครามเพื่อความรู้นี้มนุษย์ไม่ได้สู้ด้วยมือเปล่า การศึกษาเกี่ยวกับหลอดอิเล็กตรอนได้สั่งสมประสบการณ์ต่อรังสีนี้ไว้บ้าง

การที่รู้ว่าด้วยแท่งแม่เหล็กธรรมดา ๆ ที่เอามาไว้ใกล้ ๆ กับหลอดอิเล็กตรอนจะเบนกระแสของอนุภาคอิเล็กตรอนให้โค้งไปได้ พฤติกรรมนี้ของอิเล็กตรอนเป็นที่ทราบกันดี คือรู้กันมานานแล้วว่าประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่มีพฤติกรรมเหมือนกับเป็นแท่งแม่เหล็ก นี่เป็นพื้นฐานด้านแม่เหล็กไฟฟ้ามาจนทุกวันนี้ที่ใช้กับสวิตช์ไฟฟ้าและรีเลย์ไฟฟ้า และกับกระดิ่งไฟฟ้าประตูบ้านทั่ว ๆ ไปด้วย โดยเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด ก็จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กเหมือนกับเกิดจากแท่งแม่เหล็กเอง ในทำนองเดียวกันแท่งแม่เหล็กเมื่อเคลื่อนที่ก็ทำให้เกิดสนามไฟฟ้า ความเป็นญาติสนิทกัน ระหว่างกระแสไฟฟ้ากับแท่งแม่เหล็กนี้ ถูกค้นพบมากว่าร้อยปีก่อนแล้ว และทำให้เกิดสาขาทางฟิสิกส์และวิศวกรรมที่เรียกว่า “วิชาแม่เหล็กไฟฟ้า”

โดยนัยเดียวกัน กฎว่าด้วยสภาวะแม่เหล็กไฟฟ้าอธิบายว่า ทำไมลำอิเล็กตรอนที่กำลังเคลื่อนที่ในหลอดอิเล็กตรอน จึงได้โค้งเมื่อถือแม่เหล็กเข้ามาใกล้หลอด อิเล็กตรอนก็คือตัวพาประจุไฟฟ้าตัวเล็ก ๆ ที่ปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กและถูกดึงออกไปด้านข้าง

เมื่อรู้ทั้งหมดนี้แล้ว นักวิทยาศาสตร์ก็ออกตามล่าเรเดียมด้วยแท่งแม่เหล็ก แต่การทดสอบไม่ง่ายเหมือนกับหลอดอิเล็กตรอนที่อิเล็กตรอนวิ่งเป็นลำ รังสีที่เกิดจากตัวอย่างเรเดียมพุ่งออกมาทุกทิศทุกทางเหมือนกับเป็นดวงอาทิตย์ย่อส่วน ดังนั้นภารกิจแรกก็คือการผลิตลำรังสีเรเดียมเป็นแนวเส้นตรงเดียว กระทำโดยการใส่ตัวอย่างเรเดียมไว้ในกระเปาะตะกั่วซึ่งสามารถดูดกลืนรังสีเรเดียมได้ กระเปาะตะกั่วมีรูเล็ก ๆ ให้รังสีจากเรเดียมในกระเปาะพุ่งผ่านออกมาเป็นลำเส้นตรงเล็กเรียว

ดังนั้นเมื่อถือแม่เหล็กไว้ใกล้ ๆ รูกระเปาะ ทำให้รังสีที่พุ่งออกมาผ่านไปในสนามแม่เหล็ก ซึ่งพบว่ารังสีบางส่วนจากเรเดียมเบนออกไปด้านข้างจริง ๆ นี่แสดงว่ารังสีนี้ประกอบด้วยกระแสของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า

มีรังสีชนิดหนึ่งที่เบนไปทางด้านขวา เรียกว่า “รังสีแอลฟา” ตามอักษรตัวแรกของชุดตัวอักษรกรีก รังสีอีกชนิดหนึ่งเบนไปทางด้านซ้าย เรียกว่า “รังสีบีตา” ตามอักษรตัวที่สองของชุดตัวอักษรกรีก รังสีบีตานี้มีประจุลบ จากข้อเท็จจริงที่ชัดเจนว่าได้ถือแท่งแม่เหล็กไว้ในตำแหน่งแบบเดียวกับที่ทำให้ประจุลบเบนไปทางด้านซ้าย ปรากฏว่ารังสีบีตากลายเป็นรังสีที่รู้จักกันดี คือเป็นกระแสของอนุภาคอิเล็กตรอน แต่บีตา-อิเล็กตรอนจากเรเดียมนี้ มีความเร็วสูงกว่าอิเล็กตรอนธรรมดา ที่นักฟิสิกส์ค้นพบ เมื่อครั้งแรกจากหลอดอิเล็กตรอนเป็นอันมาก เรเดียมได้ยิงอิเล็กตรอนของมันออกมาด้วยความเร็วเกือบเท่าความเร็วของแสงซึ่งเร็วกว่า 186,000 ไมล์ต่อวินาที!

รังสีแอลฟายิ่งพิสูจน์รูปพรรณสัณฐานยากกว่า รังสีนี้เป็นตัวพาประจุบวกเพราะว่าแม่เหล็กเบนรังสีนี้ไปทางขวาซึ่งเบนตรงกันข้ามกับรังสีบีตา แต่ยิ่งไปกว่านั้นที่พวกนักวิจัยพากันพิศวงงงงวยคือ พวกเขาไม่เคยพบเห็นอนุภาคที่รู้จักกันมาก่อนหน้านี้ ที่ประพฤติตัวแบบนี้

 
 
รังสีทั้ง 3 ชนิดในสนามแม่เหล็ก B (www2.kutl.kyushu-u.ac.jp)

แล้วยังมีรังสีที่แตกต่างไปชนิดที่สามอีกที่พบในรังสีเรเดียมที่ซับซ้อน รังสีนี้ได้ชื่อที่เป็นไปตามตรรกะว่า “รังสีแกมมา” เพราะว่าแกมมาคืออักษรตัวที่สามของชุดตัวอักษรกรีก รังสีชนิดนี้พุ่งเป็นเส้นตรงในสนามแม่เหล็กโดยไม่มีการเบนไปทางไหนเลย ซึ่งแสงและรังสีเอกซ์ก็เป็นเช่นนี้ ที่จริงรังสีแกมมาถูกพบว่าเป็นเหมือนกับรังสีเอกซ์ที่มีพลังและการทะลุทะลวงสูงยิ่ง

สนามรบเพื่อความรู้ดำเนินต่อไปยิ่งขึ้นและยิ่งขึ้น เป้าหมายต่อไปอยู่ที่อนุภาคอันชวนพิศวงที่ประกอบขึ้นเป็นรังสีแอลฟา การทดลองอันชาญฉลาดและลุ่มลึกที่ทำกันทำให้อนุภาคแอลฟาถูกลากเข้าไปที่คอกพยาน มันถูกชั่งและถูกตวง ด้วยการทดลองเหล่านี้นักวิทยาศาสตร์เท่ากับซักจำเลยอย่างต่อเนื่องด้วยคำถามอันยอดเยี่ยมด้วยตรรกะของพวกเขา ในที่สุดระหว่างปีแรก ๆ ของศตวรรษที่ 20 อนุภาคแอลฟาก็ให้การสารภาพ จากการซักจำเลยอันไม่หยุดหย่อนนี้ความลับของมันก็เผยออกมา ยิ่งไปกว่านั้น ยังเผยตัวตนของมันจนหมดสิ้น ไม่ว่าน้ำหนักที่หนักกว่าอะตอมไฮโดรเจน 4 เท่าตัว การมีประจุไฟฟ้าบวกที่มีขนาดประจุเท่ากับ 2 หน่วย ซึ่งแต่ละหน่วยมีขนาดเท่ากับขนาดประจุของอิเล็กตรอน นี่หมายความว่าอนุภาค-แอลฟา 1 อนุภาคทำให้มีประจุไฟฟ้าเป็นกลางได้ด้วยอิเล็กตรอน 2 อนุภาค

 
 
อนุภาคแอลฟา อนุภาคบีตา และรังสีแกมมา (www.irradiation.co.uk/)

การไต่สวนนี้อิเล็กตรอนถูกซัดทอดให้ตกเป็นจำเลยร่วม น้ำหนักของอิเล็กตรอนถูกเผยออกมาว่ามีนิดเดียว เบากว่าอะตอมไฮโดรเจนที่รู้กันดีว่าเบาที่สุดแล้วในธรรมชาติถึงเกือบ 2,000 เท่าตัว เมื่อพูดถึงนำหนักของอิเล็กตรอนเทียบกับน้ำหนักของแม้แต่อะตอมเล็ก ๆ ก็ต้องบอกว่าเทียบได้ดังฟ้ากับเหว

เซอร์เออเนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด นักฟิสิกส์ชื่อดังชาวอังกฤษกับผู้ร่วมงานนักเคมีของเขาชื่อว่าเฟรเดอริก ซ็อดดี ทำงานสืบสวนได้น่าทึ่งที่สุด ในสหรัฐอเมริกา ดร.โรเบิร์ต เอ. มิลลิแกน ทุ่มเทความพยายามของเขาให้กับอิเล็กตรอน เขาวัดขนาดประจุของอิเล็กตรอนด้วยหน่วยทางไฟฟ้าที่รู้จักกันดี และจากนั้นก็สามารถคำนวณน้ำหนักอันน้อยนิดจนเหลือเชื่อของมันได้

รัทเทอร์ฟอร์ดและซ็อดดี (www.thesciencebookstore.com/)

ในปี ค.ศ. 1903 รัทเทอร์ฟอร์ดและซ็อดดีล้ำหน้าไปโดยการอธิบายด้วยปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสี นี่ทำลายอะตอมของดอลตันและธาตุของบอล์ย มันพิสูจน์ว่าชื่อของอะตอมไม่ถูกต้องตั้งแต่แรกที่ดีโมคริตุสตั้งชื่อให้มัน เพราะจะบอกไม่ได้อีกต่อไปแล้วว่าอะตอมนั้น “แบ่งแยกไม่ได้” รัทเทอร์ฟอร์ดและซ็อดดีแสดงให้เห็นว่าอย่างน้อยก็มีอะตอมบางชนิดที่ตัดแบ่งตัวมันเองออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย

รังสีแอลฟาก็คือเสียงร้องของเด็กแรกเกิดของอะตอมใหม่! ดังนั้นไม่ใช่ว่าอะตอมทุกชนิดที่ถูกสร้างขึ้นมาให้มีชีวิตเป็นนิรันดร์ เพราะมีอะตอมใหม่ ๆ เกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลา

อะตอมเรเดียม (Rd) หนักกว่าอะตอมไฮโดรเจน 226 เท่าตัว ก็คือมีน้ำหนักเชิงอะตอมเท่ากับ 226 ส่วนอนุภาคแอลฟาหนักกว่าอะตอมไฮโดรเจน 4 เท่าตัว ดังนั้นด้วยกระบวนการนี้เมื่อเรเดียมยิงอนุภาคแอลฟาออกมา 1 อนุภาค น้ำหนักของมันจะหายไป 4 หน่วยและน้ำหนักเชิงอะตอมของมันก็เปลี่ยนเป็น 222 นี่ทำให้มันกลายเป็นอะตอมที่แตกต่างไป เพราะอะตอมที่หนัก 222 หน่วยก็คืออะตอมของธาตุที่มีสมบัติทางเคมีแตกต่างไปอันมีชื่อว่า “เรดอน” (Rn) ซึ่งเป็นแก๊สหนักที่หาพบได้ยาก

 
 
อนุกรมการสลายกัมมันตรังสีของเรเดียมสิ้นสุดที่ตะกั่ว (physics.nist.gov/)

การปล่อยอนุภาคแอลฟาออกมานั้น ทำให้อะตอมเรเดียมแปรตัวมันเองไปเป็นอะตอมที่ต่างไป นั่นคือมีธาตุใหม่เกิดขึ้น ทำให้บอล์ยไม่ถูกต้องอย่างน้อยก็ในคดีนี้ เพราะว่าธาตุหลายธาตุสามารถสร้างขึ้นได้จากธาตุอื่น ดอลตันก็ผิดไปด้วยเมื่ออะตอมหนึ่งสามารถเปลี่ยนไปเป็นอะตอมอีกชนิดหนึ่งได้

เรดอนก็เป็นธาตุกัมมันตรังสีเช่นกัน ดังนั้นอะตอมของมันเองก็แตกสลายได้ด้วยและแปรไปเป็นอะตอมอีกธาตุหนึ่ง ในที่สุดด้วยกระบวนการแตกสลายเป็นทอด ๆ นี้ อะตอมเรเดียมดั้งเดิมได้แปรธาตุไปเป็นอะตอมของโลหะตะกั่ว (Pb) อันเป็นธาตุสุดท้ายของ “อนุกรมสลายกัมมันตรังสี” ซึ่งเป็นธาตุเสถียรและจะอยู่ไปชั่วกาล

หากว่าอะตอมกัมมันตรังสีปล่อยรังสีบีตาออกมา กล่าวได้ว่าน้ำหนักของอะตอมนั้นไม่ได้สูญเสียไป เพราะว่าอิเล็กตรอนเบามาก แต่การดึงเอาอิเล็กตรอน 1 อนุภาคออกมาจากอะตอมก็ส่งผลต่อการแปรธาตุของอะตอมนั้นไปเป็นอะตอมของอีกธาตุหนึ่ง อย่างไรก็ดี การปล่อยรังสีแกมมากลับไม่ก่อการเปลี่ยนแปลงธรรมชาติทางเคมีของอะตอม

แล้วอะไรเกิดขึ้นกับอนุภาคแอลฟาซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่ยิงออกมาจากอะตอมกัมมันตรังสี? อนุภาค-แอลฟามีน้ำหนัก 4 หน่วยเชิงอะตอม แล้วก็มีธาตุอยู่ธาตุหนึ่งซึ่งอะตอมของมันมีน้ำหนักเชิงอะตอมเท่ากับ 4 ที่มีชื่อว่าฮีเลียมซึ่งเป็นแก๊สน้ำหนักเบาใช้สำหรับทำให้ลูกโป่งและบอลลูนลูกเล็ก ๆ ลอยได้ในอากาศ เมื่อรัทเทอร์ฟอร์ดและซ็อดดีบรรจุตัวอย่างแก๊สกัมมันตรังสีเรดอนไว้ภายในขวดที่ผนึกสนิท พวกเขาก็ตรวจพบแก๊สฮีเลียมจริง ๆ ด้วยแม้ปริมาณเล็กน้อยมาก อะตอมเรดอนได้แปลงตัวเองเป็นอะตอมฮีเลียมรวมทั้งอะตอมของอีกธาตุหนึ่งที่คล้ายคลึงกับพอโลเนียม!

อะตอมกัมมันตรังสีแต่ละอะตอมสามารถแตกสลายได้เพียง 1 ครั้งเท่านั้นในชั่วชีวิตของมัน จากนั้นมันก็กลายเป็นอะตอมอีกชนิดหนึ่ง ซึ่งอะตอมใหม่ก็อาจยังเป็นอะตอมกัมมันตรังสีอยู่ อย่างเช่นเรดอน หรือมันอาจจะเสถียรอย่างธาตุฮีเลียม ด้วยประการฉะนี้ อะตอมกัมมันตรังสีย่อม “สลาย” หรือแตกสลายเป็นทอด ๆ ไป จนกระทั่งในที่สุดมันกลายเป็นอะตอมตะกั่วอันเฉื่อยชา

ในตัวอย่างเรเดียมหนึ่ง ๆ มีอะตอมจำนวนมากมหาศาลซึ่งจำนวนหนึ่งกำลังแตกสลายอยู่ตลอดเวลา และยิงชิ้นส่วนของมันออกมาจากตัวอย่างอยู่อย่างสม่ำเสมอ

หากคุณสามารถหยิบเอาอะตอมเรเดียม 1 อะตอมออกมาจากตัวอย่างได้ คุณบอกไม่ได้หรอกว่ามันจะแตกสลายเมื่อใด นั่นอาจจะเกิดขึ้นในวินาทีถัดไป หรือคุณอาจต้องรอถึงสองหมื่นปี เพียงแต่ว่าพฤติกรรมของอะตอมจำนวนมากนั้นก็เหมือนกับผู้คนจำนวนมาก ที่สามารถทำนายได้ค่อนข้างง่าย บริษัทประกันชีวิตทุกแห่งรู้ว่าผู้ถือกรมธรรม์จำนวนเท่าใดที่กำลังจะเสียชีวิตในช่วงเวลา 1 ปีข้างหน้า เพราะถ้าไม่รู้ บริษัทก็ดำเนินธุรกิจไม่ได้ ในข้อนี้ อะตอมกับผู้คนมีพฤติกรรมแบบเดียวกัน

นักฟิสิกส์รู้ดีว่าอะตอมกัมมันตรังสีจะแตกสลายคิดเป็นร้อยละเท่าใดในช่วงเวลา 1 ปีข้างหน้า พวกเขารู้ว่าในเวลา 1,580 ปีพอดิบพอดีจากบัดนี้เป็นต้นไป จำนวนอะตอมครึ่งหนึ่งในตัวอย่างเรเดียมจะแตกสลายไป ช่วงเวลาที่ว่านี้คือ “ครึ่งชีวิต” ของเรเดียม ซึ่งหลังจากเวลานี้พอดิบพอดี ครึ่งหนึ่งของเรเดียมตั้งต้นจะยัง “มีชีวิต” อยู่ และในในอีก 1,580 ปีต่อมาเพียง 1 ใน 4 ของจำนวนอะตอมเรเดียมตั้งต้นที่ยังเหลืออยู่ ในทำนองเดียวกัน ยูเรเนียมนั้นมีครึ่งชีวิตมากกว่า 4 พันล้านปี ธาตุกัมมันตรังสีอื่น ๆ มีครึ่งชีวิตเพียงไม่กี่นาทีหรือแม้แต่ไม่กี่วินาที

 
 
ครึ่งชีวิต (www.kgs.ku.edu/)
ธาตุหนึ่งใดที่มีครึ่งชีวิตสั้นมีการแผ่รังสีแรงกว่าธาตุที่มีครึ่งชีวิตยาวเป็นอันมาก ในธาตุหนึ่งที่อะตอมมีครึ่งชีวิตสั้นมีการแตกสลายรวดเร็วมาก ซึ่งมีการแตกสลายเป็นจำนวนมากเกิดขึ้นภายใน 1 วินาที ธาตุที่มีอายุยาวสูญเสียอะตอมของมันอย่างช้า ๆ เพียงคราวละ 2-3 อะตอม นี่เองที่ว่าทำไมเรเดียมที่มีครึ่งชีวิตสั้นจึงมีกัมมันตรังสีแรงกว่าธาตุที่เฉื่อยชาอย่างยูเรเนียมที่มีครึ่งชีวิตยาว ถึง 2 ล้านเท่าตัว
 
แปลจาก CHAPTER NINE: TELL-TALE RAYS ของหนังสือ The WALT DISNEY story of OUR FRIEND THE ATOM by Heinz Haber, Published by DELL PUBLISHING CO., INC., N.Y., 1956