Radyoaktiflik-alfa Bozunması-beta Bozunması-gama ışını

Radyoaktiflik-alfa bozunması-beta bozunması-gama ışını



Radyoaktiflik (ya da ışıletkinlik), atom çekirdekleri kararlı olmayan bazı kimyasal ELEMENT'lerin bir özelliğidir Bu çekirdekler, radyoaktif bozunma yoluyla, ışınım (radyasyon) denilen bir enerji boşalımı biçiminde iç değişiklik gösterir ve kararlı duruma geçerler Açığa çıkan enerji, aynı miktarda maddeden kimyasal tepkimeyle ortaya çıkan enerjiden çok daha fazladır

Radyoaktiflik, 1897'de Fransız kimyacı BECQUEREL tarafından, flüoresans çalışmaları sırasında bulundu Siyah kağıda sarılı ışık görmemiş fotoğraf pla kası> ağır URANYUM elementinin alaşımlarına değdirilince, tıpkı ışığa ya da morötesi ışınlarına (ya da Röntgen'in bulduğu X ışınlarına) tutulmuş gibi etkileniyordu: Bu olay Becquerel'e, uranyumdan yayılan bir çeşit ışınımın, fotoğraf plakasına ulaşarak onu etkilediğini düşündürdü Becquerel ile CURİE'ler, Joliot, Soddy, Rutlıerford, Chadwick ve Geiger gibi kimyacıların araştırmaları, bazı ağır kimyasal elementlerin kararlı olmadığını ve ışınım yaydığını ortaya koydu Bu tür maddelerin karmaşık, ama belirli yollarla,: kararlı elementlere dönüştükleri gözlendi İlk kez raslanılan bu olaya «radyoaktiflik», değişme sürecine de «radyoaktif bozunma» adı verildi

Atom çekirdeği:

Atom çekirdeğinde, PROTON VE NÖTRON adı verilen iki tür tanecik bulunur Her proton, bir tek artı yük taşır Bunlar, eşit miktarda eksi yüklü yörünge ELEKTRON'larını atoma bağlarlar ve sayıları, atomun kimyasal özelliklerini oluşturur Bu! sayıya, «atom numarası» denir (Bk PERYODİK Çİ i ZELGE); simgesi Z' harfidir Z, hidrojen ve İZOTOP' lan olan döteryum ve trityum için l'den başlar, uranyumda 92'ye ulaşır Atom numarası, element adları yerine de kullanılabilir Nötronlar elektrik yükü taşımaz ve atomun kimyasal özelliklerini etkilemezler Nötron sayıları, hidrojende sıfırdan (iki izotopunda sırayla bir ve ikidir) başlar, en ağır doğal uranyum izotopunda 146'ya ulaşır

Çekirdekte proton ve nötronların toplamı, atom ağırlığını fM'yle gösterilir) verir ve elementin adından sonra yazılır Bu sayı,' belirli izotopları tanımlamada kullanılır: Sözgelimi karbon —14, 6 protonlu ve 8 nötronlu bir karbon izotopudur Z ve M'nin yalnızca belirli birleşimleri, kararlı çekirdekler oluşturur Nötron sayısı çok fazla ya da çok azsa, çekirdek,«radyoaktif bozunma» adı verilen bir ya da birkaç aşamada elementi kararlı yapacak olan değişikliğe uğrar Kararsızlık derecesi, bozunma sürecinde ortaya çıkan enerjiyle ve bozunma hızıyla belirlendiği gibi, yarı ömürle de ölçülür Yarı ömür, bozunma sürecine giren atomların, sayıca yarıya inmesi için gerekli olan zamandır; saniyenin kesirleri ile milyonlarca yıl arasında değişir Radyoaktif bozunma, çeşitli yollardan ortaya çıkar

Alfa bozunması:

Kararlı olması, ağırlığı nedeniyle olanaksız hale gelen bir çekirdekten, iki proton ve iki nötrondan oluşan bir alfa taneciği atılır Böylece çekirdek, M'de dört, Z'de iki birim düşer; başka bir deyişle, peryodik çizelgede iki basamak aşağı iner Yapısal olarak, bir alfa taneciği, bir helyum— 4 çekirdeğine benzer Alfa bozunması, en ağır doğal elementlerde (uranyum, polonyum ve radyum gibi) görülen ortak özelliktir; ama doğrudan kararlı çekirdek oluşturmaz Önce, bozunmaya uğrayan ara izotoplar oluşur
Alfa taneciklerinin beş milyon elektron volta kadar (atom taneciklerinin ev olarak kısaltılan ortak enerji birimi; Bk TANECİK HIZLANDIRICILARI) yükselebilen enerjileri vardır

Ama kütleleri çok büyük olduğundan, yalnızca birkaç santimetre kalınlığında havadan geçebilirler ve bir kağıt tabakası ya da insan derisinin dış yüzeyi tarafından durdurulurlar Bu nedenle alfa tanecikleri, ancak yaralardan ya da tozla birlikte girdiklerinde, bedende ciddi zararlara yolaçabimier Günümüzde radyum gibi doğal olarak alfa tanecikleri salan maddelerin, kullanım alanı sınırlıdır Yapay radyoizotoplar daha çok kullanılır Uranyum ve yan ürünü olan plütonyum (alfa tanecikleri saçan başka bir madde) bölünebilir (Bk FİZYON) maddelerdir Dolayısıyle, nükleer enerji üretiminde çok önemli bir yerleri vardır (Bk NÜKLEER REAKTÖR)

Beta bozunması:

Çok nötronlu bir çekirdekte, çekirdekten çıkan bir nötron, bir proton ile bir elektrona dönüşür Bu biçimde çıkan elektrona «beta taneciği» denir Çekirdek, fazladan bir artı yükle kaldığından, Z bir birim artarak peryodik çizelgede bir basamak yukarıya yerleşir Beta taneciklerinin 0,02 MeV tan (milyon elektron volt) 5,3 MeV'a kadar değişen enerjileri vardır Birkaç metre kalınlığındaki hava tabakasından, birkaç santimetrelik dokudan ya da birkaç milimetrelik metal ve plastikten geçebilirler Beden içinde, uzun süre yayıldıklarında ciddr zararlara ya da yüzey yanıklarına neden olabilirler

Beta bozunması, yapay izotoplar ve doğal radyoaktif alfa bozunması ürünleri içinde, en yaygınıdır Tanecik hızlandırıcılarında yapılan ve nükleer reaktörlerde bölünme ürünlerinden ayrılan yapay izotopların bazıları, az sayıda nötron içerir Bu bozunmalar pozitron (artı yüklü elektron) salarak oluşur Bunlar da normal elektronlarla etkileşip, y ışını biçiminde 0,51 MeV'lık bir yok olma ışını salarlar Pozitron saçan izotoplar (sözgelimi, teknetyum 147) daha çok tıpta kullanılır

Gama ışını:
Gama ışını, beta bozunması çekirdeğe yeterli kararlılık kazandıramadığı zaman salınır Doğal ve yapay alfa ve beta tanecikleri salan izotopların çoğu, GAMA IŞINLARI da salarlar Gama ışını, X ışınları gibi, enerjisi 0,152,5 MeV arasında olan bir çeşit elektromagnetik ışınımdır Kendi enerjisine ve soğurucu maddenin yoğunluğuna bağlı olarak, madde

den geçerken enerji yitirir Gama ışınları, alfa ve beta tanecikleri gibi durdurulamazlar Yüksek enerjili gama ışınımı kaynaklarından korunmak için, 525 cm kalınlığında kurşun ya da 3 metre kalınlığında beton gerekir Aşırı miktarda gama ışınımı, bedende rahatsızlıklara yolaçar, ama radyoaktiflik doğurmaz

Radyoaktif bozunma türlerinden biri de, çekirdekteki yeni bir düzenlemenin X ışını salıriımına yolaçtığı bir iç dönüşmedir Çok protonlu bir çekirdek, aynı atomun iç yörüngelerinden birinden bir elektron alarak, bir protonu nötrona dönüştürür ve X ışını salıp, peryodik çizelgede bir basamak alta iner Buna «elektron yakalanması» denir Alfa taneciği salan uranyum 235 ve uranyum 238'in çekirdekleri, nükleer fizyonla hemen bozunur Böylece, serbest nötronlar ile bir çift fizyon ürünü çekirdek oluşur

Bir yapayradyoizotop olan kaliforniyum 252 de hemen bölünerek bozunur ve yararlı bir nötron kaynağı oluşturur Bazı fizyon ürünü izotoplar, özellikle iyot 122, oluşumlarından sonra gecikmiş bir nötron salarak bozunur ve reaktörlerin denetiminde önemli rol oynarlar Bozunma biçimleri, yarı ömürler ve salım enerjileri (alfa ve beta taneciklerinin en büyük enerjileri), izotopların temel özellikleridir Bu özellikler, sahaların tanınmasında ve ölçülmesinde kullanılır