Ραδιενέργεια και ακτινοβολία

Ραδιοενέργεια


Σταθερά και ασταθή ισότοπα

Τα στοιχεία μπορούν να αποτελούνται από διαφορετικά ισότοπα. Τα ισότοπα είναι άτομα με τον ίδιο αριθμό πρωτονίων και ηλεκτρονίων, αλλά διαφορετικό αριθμό νετρονίων. Μερικές φορές τα ισότοπα είναι σταθερά και χαρούμενα. Αυτά είναι τα στοιχεία που βλέπουμε γύρω μας και βρίσκουμε στη φύση. Ωστόσο, ορισμένα ισότοπα είναι ασταθή. Αυτά τα ισότοπα ονομάζονται ραδιενεργά ισότοπα. Μπορείτε να πάτε εδώ για να μάθετε περισσότερα ισότοπα .

Τι είναι η ραδιενεργή διάσπαση;

Όταν τα ισότοπα είναι ασταθή, εκπέμπουν ενέργεια με τη μορφή ακτινοβολίας. Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι ακτινοβολίας ή ραδιενεργής διάσπασης ανάλογα με το ισότοπο.

Διαφορετικοί τύποι ραδιενέργειας
  • Άλφα διάσπαση - Η διάσπαση άλφα προκαλείται όταν υπάρχουν πάρα πολλά πρωτόνια στον πυρήνα. Σε αυτήν την περίπτωση το στοιχείο θα εκπέμπει ακτινοβολία με τη μορφή θετικά φορτισμένων σωματιδίων που ονομάζονται σωματίδια άλφα.
  • Beta αποσύνθεση - Η Beta αποσύνθεση προκαλείται όταν υπάρχουν πάρα πολλά νετρόνια σε έναν πυρήνα. Σε αυτήν την περίπτωση το στοιχείο θα εκπέμπει ακτινοβολία με τη μορφή αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων που ονομάζονται βήτα σωματίδια.
  • Αποσύνθεση γάμμα - Η διάσπαση γάμμα συμβαίνει όταν υπάρχει πάρα πολύ ενέργεια στον πυρήνα. Σε αυτήν την περίπτωση σωματίδια γάμμα χωρίς συνολικό φορτίο εκπέμπονται από το στοιχείο.
Πώς μετράται;

Η ραδιενέργεια μετράται χρησιμοποιώντας μια μονάδα που ονομάζεται «curie». Συντομογραφείται ως «Ci». Το curie μετρά πόσα άτομα αποσυντίθενται αυτόματα κάθε δευτερόλεπτο. Το curie πήρε το όνομά του Μαρία και Πιέρ Κούρι ποιος ανακάλυψε το στοιχείο ράδιο .

Ποιος είναι ο χρόνος ημιζωής ενός ισότοπου;

Ο χρόνος ημίσειας ζωής ενός ισότοπου είναι ο μέσος χρόνος που χρειάζεται για να αποσυντεθούν τα μισά άτομα σε ένα δείγμα.

Για παράδειγμα, ο χρόνος ημίσειας ζωής του άνθρακα-14 είναι 5730 χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι εάν έχετε δείγμα άνθρακα-14 με 1.000 άτομα, 500 από αυτά τα άτομα αναμένεται να αποσυντεθούν κατά τη διάρκεια 5730 ετών. Μερικά από τα άτομα μπορεί να αποσυντεθούν αμέσως, ενώ άλλα δεν θα αποσυντεθούν για χιλιάδες ακόμη χρόνια.

Το πράγμα που πρέπει να θυμάστε για τον χρόνο ημιζωής είναι ότι είναι πιθανότητα. Στο παραπάνω παράδειγμα, 500 άτομα αναμένεται να αποσυντεθούν. Αυτό δεν αποτελεί εγγύηση για ένα συγκεκριμένο δείγμα. Είναι ακριβώς αυτό που θα συμβεί κατά μέσο όρο κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων και δισεκατομμυρίων ατόμων.

Ραδιενεργός διάσπαση σε άλλα στοιχεία

Όταν τα ισότοπα αποσυντίθενται, μπορούν να χάσουν μερικά από τα ατομικά τους σωματίδια (δηλαδή ηλεκτρόνια και πρωτόνια) και να μετατραπούν από το ένα στοιχείο σε άλλο. Μερικές φορές τα ισότοπα αποσυντίθενται από ένα ασταθές ισότοπο σε άλλο ασταθές ισότοπο. Αυτό μπορεί να συμβεί συνεχώς σε μια μακρά ραδιενεργή αλυσίδα.

Ένα παράδειγμα ραδιενεργού αλυσίδας είναι ουράνιο-238 . Καθώς αποσυντίθεται, μεταμορφώνεται μέσω ενός αριθμού στοιχείων όπως το θόριο, το ράδιο, το φράγκιο, το ραδόνιο, το πολώνιο και το βισμούθιο. Τελικά καταλήγει ως σταθερό ισότοπο ως στοιχείο μολύβδου.

Γιατί είναι επικίνδυνη η ακτινοβολία;

Η ακτινοβολία μπορεί να αλλάξει τη δομή των κυττάρων στο σώμα μας προκαλώντας μεταλλάξεις που μπορούν να προκαλέσουν καρκίνο. Όσο περισσότερη ακτινοβολία εκτίθεται ένα άτομο, τόσο πιο επικίνδυνο είναι.

Είναι καλή κάποια ακτινοβολία;

Παρά τους κινδύνους, υπάρχουν αρκετοί καλοί τρόποι με τους οποίους η επιστήμη χρησιμοποίησε την ακτινοβολία. Αυτές περιλαμβάνουν ακτινογραφίες, φάρμακα, ραντεβού άνθρακα, παραγωγή ενέργειας και θανάτωση μικροβίων.

Ενδιαφέρουσες πληροφορίες για τη ραδιενέργεια
  • Το ουράνιο στο έδαφος μπορεί να αποσυντεθεί σε αέριο ραδόνιο που μπορεί να είναι πολύ επικίνδυνο για τον άνθρωπο. Θεωρείται ότι είναι η δεύτερη κύρια αιτία καρκίνου του πνεύμονα.
  • Ο χρόνος ημίσειας ζωής του άνθρακα-14 χρησιμοποιείται στη χρονολόγηση άνθρακα για τον προσδιορισμό της ηλικίας των απολιθωμάτων.
  • Το βισμούθιο είναι το βαρύτερο στοιχείο με τουλάχιστον ένα σταθερό ισότοπο. Όλα τα στοιχεία βαρύτερα από το βισμούθιο είναι ραδιενεργά.
  • Η ραδιενέργεια ανακαλύφθηκε από τον επιστήμονα A. H. Becquerel το 1896.