Radioaktywność

Co to jest radioaktywność?

Radioaktywność Jest to właściwość niektórych materiałów do spontanicznego emitowania energii. Objawia się to jako ciśnie lub cząstki subatomowe lub w postaci promieniowania elektromagnetycznego. Jest to zjawisko spowodowane niestabilnością energii jądrowej; to znaczy jądra atomowe.

Niestabilne jądro elementu radioaktywnego doświadcza rozpadów i emisji radioaktywności, aż do osiągnięcia stabilności energii. Emisje radioaktywne mają wysoką zawartość energii, która daje wysoką moc jonizującą, która wpływa na substancje, które są na nie narażone.

Radioactivity Geiger Accountant

Antoine Becquerel odkryła radioaktywność w 1896 r. Podczas eksperymentu z fluorescencją uranu. Następnie Ernest Rutherford odkrył istnienie dwóch rodzajów promieniowania jądrowego, które nazwał α i β i β. To eksperymentalne odkrycie zostało opublikowane w 1899 roku.

Naturalna radioaktywność jest tym, co występuje w naturze bez interwencji człowieka; Podczas gdy sztuczna radioaktywność jest ta wytwarzana przez ludzką interwencję. Pierwszy jest wykrywany w naturalnych radioizotopach, a drugi w sztucznych radioizotopach i elementach supermasive.

Wiele radioizotopów jest nieszkodliwych i jest stosowanych w medycynie. Inne, takie jak Carbon-14 i potas-40, są przydatne do spotykania się z przedmiotami i warstwami gleby.

Podczas gdy radioaktywność ma wiele zastosowań, które przynoszą korzyści człowiekowi, takie jak produkcja energii, przedstawia również szkodliwe skutki, które prowadzą do jego śmierci. Na przykład, jeśli dawka promieniowania jest wysoka, prawdopodobieństwa, że ​​niepożądane mutacje lub rak są generowane nieproporcjonalnie wzrosły.

Naturalne promieniowanie

Wysoko wzbogacony uran

Naturalna radioaktywność składa się z zestawu elementów o niestabilnych jąder, które istnieją w naturze i które spontanicznie rozpadają się z emisją radioaktywności. To znaczy interwencja człowieka nie jest konieczna.

Jest reprezentowany przez radioaktywne elementy kory Ziemi, atmosferę i z kosmicznej przestrzeni. Wśród nich możemy wspomnieć: Uran-238, Uran-235, Carbon-14, Uran-235 i Radón-222.

Sztuczne promieniowanie

Sztuczne promieniowanie utworzone przez grupę elementów radioaktywnych utworzonych w laboratoriach badawczych. Jak? Bombardując elementy nieradyaktywne z rdzeniami, atomami helu lub innymi rodzajami promieniowania, aby zamienić je w radioaktywne izotopy.

Irene Joliet-Curie i Frederic Joliot, Nobel Awards (1934), jako pierwsi stworzyli radioaktywny izotop. Bombardowali Al ²⁷Do₁₃ (aluminium) z promieniowaniem α, atomem helu (⁴On₂) i wygenerował radioaktywny atom fosforu (³⁰P_piętnaście).

On ³⁰P_piętnaście Jest to atom radioaktywny, który rozpada się spontanicznie z emisją promieniowania typu β, przekształcając się w nikiel (³⁰Żaden₁₄). Cobalt-60, radioaktywny izotop stosowany w leczeniu raka, jest sztucznym elementem radioaktywnym.

Jest również uważany za część sztucznej radioaktywności elementów radioaktywnych znalezionych w głębokości skorupy Ziemi, i które zostały przeniesione na powierzchnię ziemi przez wydobycie i ekstrakcję oleju.

Może ci służyć: alkohol podstawowy: struktura, właściwości, nomenklatura, przykłady

Podobnie sztuczne promieniowanie jest spowodowane elementami supermasywnymi i syntetycznymi, których jądra są natychmiast rozkładane w celu powstania innych elementów.

Rodzaje radioaktywności

Koniczyna radioaktywna, symbol używany do reprezentowania radioaktywności

- Promieniowanie typu alfa (α)

Jest to cząsteczka emitowana przez niestabilne jądro. Jest to składane przez dwa protony i dwa neutrony, a zatem uważa się, że promieniowanie α jest atomem helowym (⁴On₂) Nude, bez elektronów. Ze względu na obecność dwóch protonów cząstka alfa jest obdarzona obciążeniem dodatnim.

Promieniowanie α jest mało penetrujące i jest zatrzymywane przez kartkę papieru, mając niewielki zasięg w powietrzu. Przykłady emiterów promieniowania α Uran-238 i Radio-226.

Gdy cząstka jest emitowana α, wytwarzany atom jest zmniejszony jego liczba atomowa w 2 jednostkach i jej masie atomowej i masy atomowej w 4 jednostkach, jak można zobaczyć w poniższym przykładzie:

²³⁸LUB₉₂  →  ⁴On₂    +     ^{2. 3. 4}Th₉₀

Promieniowanie typu α, chociaż nie przekracza skóry, po spożyciu jest najbardziej szkodliwym rodzajem cząstek radioaktywnych, ponieważ jej rozmiar zapewnia wielką moc jonizacyjną.

- Promieniowanie typu beta (β)

Promieniowanie typu β jest promieniowaniem jonizującym, które ma zakres około jednego metra w powietrzu. Może zostać zatrzymana przez folię folii aluminiowej. Podczas fazy rozpadu radioaktywnego występuje emisja elektronu lub pozytronu, oba pochodzenia jądrowego.

Dlatego istnieją dwa rodzaje emisji radioaktywnych β: β^- i β⁺.

Promieniowanie β^-

Ten rodzaj promieniowania wynika z emisji elektronu pochodzenia jądrowego i neutronu, który staje się protonem. Waga atomowa nie różni się, ale liczba atomowa wzrasta w jednostce.

N → P +E^-        +  Antineutrino Electron

Przykład:   ³²P_piętnaście  →  ³²S₁₆     +      I^-       +  Antineutrino Electron

Promieniowanie β⁺

W tego rodzaju promieniowaniu występuje emisja pochodzenia jądrowego z dodatnim obciążeniem (pozytron). Niestabilne jądro jest stabilizowane przez przekształcenie protonu w neutron, więc masa atomowa nie zmienia się, ale liczba atomowa jest zmniejszona w jednostce.

P → N +E⁺      +   1 Elektron neutrinowy

Przykład: ²³Mg₁₂  →  ²³Na_jedenaście     +      I⁺     +      1 Elektron neutrinowy

- Promieniowanie typu gamma (γ)

Promieniowanie to jest natura elektromagnetyczna, to znaczy jest fala wysokiego zasięgu i fala penetracyjna, aresztowana przez bloki ołowiowe. Ta wysoka penetracja promieniowania pozwala na jego zastosowanie w postaci kobaltu-60 w leczeniu raka w miejscach głębokich.

Może ci służyć: 4 okresy chemii: od prehistorii do dziś

- Emisja neutronowa

Występuje, gdy neutrony są emitowane z dużą prędkością. Promieniowanie to nie jest jonizujące i jest aresztowane przez wodę i beton. Znaczenie promieniowania neutronowego polega na tym, że może on przekształcić niereaktywne elementy w radioaktywne.

Aktywność radioaktywna

Jest to sposób wyrażania ilości promieniowania. Jest to związane z liczbą dezintegracji na sekundę (DPS) doświadczanych przez obecny materiał radioaktywny. Jednostką aktywności radioaktywnej międzynarodowego systemu jednostek (SI) jest Becquerel, który jest równoważny 1 DPS.

Jednak najstarsza jednostka i ta, która jest nadal używana dzisiaj, jest curie, który jest równoważny 3,7 · 10¹⁰ DPS. To znaczy curie jest równy 3,7 · 10¹⁰ Becquerel.

Elementy radioaktywne

Radioaktywne bary

Elementy radioaktywne to te, które mają niestabilne jądra, które osiągają ich stan stabilności przez emisję energii w postaci radioaktywności.

Kilka elementów niezrozumiałych ma radioaktywne izotopy. Na przykład element węglowy ma nie radioaktywne atomy i izotopy radioaktywne, takie jak odpowiednio węgiel-12 i węgiel-14.

To jest lista elementów, których izotopy są radioaktywne. Lista składa się z nazwy elementu i jego najbardziej stabilnego radioaktywnego izotopu.

-Tecnecio, TC-91

-Prometio, PM-145

-Polonio, PO-209

-Astato, AT-21

-Francio, FR-223

-Radio, RA-226

-Actinio, AC-227

-Torio, TH-229

-Uran, U-236

-Ameryka, AM-243

-CURIO, CM-247

-California, CF-251

-Nobołość, nr-259

-Dubnium, DB-268

-Roentgenio, RG-281

-Moskwa, MO-288

Emitury promieniowania gamma

Niektóre radioizotopy emitujące promieniowanie gamma to:

-Cobalt-60

-Bario-133

-Cynk-65

-Potas-40

-Mangan-54

-Cesio-137

-SODIUM-22

Emitety promieniowania beta

-Strontium-90

-Siarka-35

-Carbon-14

-Tritio (³H₁)

Emitury promieniowania alfa

-Uran-238

-Polonium-21

Aplikacje radioaktywności

Sferyczny reaktor jądrowy otoczony wieżami chłodzącymi. Źródło: AVDA/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)

Leczniczy

Izotopy radioaktywne są stosowane w medycynie do celów diagnostycznych i terapeutycznych. Niektóre radioaktywne izotopy służą jako znaczniki do diagnozy choroby, ponieważ mają one takie same cechy jak atomy pierwiastków niezrozumiałych.

IODO-131 jest stosowany w medycynie do oznaczania wydatków serca i objętości plazmy. Ale najważniejszym zastosowaniem jodu-131 jest pomiar aktywności gruczołu tarczycy, ponieważ hormony tarczycy przenoszą jod.

Fosfor-32 stosuje się do określania obecności nowotworów złośliwych, ponieważ komórki rakowe mają tendencję do wchłaniania więcej fosforanu niż normalne komórki. Tecnecio-99 jest stosowany do określania anatomicznej struktury narządów.

Cobalt-60 i CESIO-137 są emiterami promieniowania gamma o dużej penetracji, które są wykorzystywane do niszczenia komórek rakowych, z minimalnym uszkodzeniem sąsiednich komórek.

Działania naukowe i akademickie

Radioaktywność służy do określenia wymagań roślin, które muszą być dostarczane przez gleby. Materiały radioaktywne są również używane do określenia, za pomocą chromatografii gazowej, elementów oleju i dymu.

Może ci służyć: arsen: historia, struktura, właściwości, użycia

W badaniach archeologicznych aktywność węgla-14 jest wykorzystywana do określenia wieku niektórych skamielin. Ten izotop występuje naturalnie w atmosferze i jest włączony tylko przez żywe istoty.

Napromieniowanie roślin służy do indukowania w nich mutacji i uczynienia ich bardziej odpornymi na warunki środowiskowe.

Przemysł

Radioaktywność służy do sterylizacji materiałów medycznych. Jest również stosowany w sterylizacji żywności i zawierających je pojemników.

Ponadto radioaktywność jest stosowana w przetwarzaniu tkanin, przed obróbką, która sprawia, że ​​zmarszczki są odporne.

Przybory kuchenne o właściwościach antyaparowych są traktowane radioaktywnością, aby zapobiec przyleganiu żywności na powierzchnię metaliczną. Radioaktywne znaczniki są używane do określenia wydajności olejków silnikowych w cylindrach samochodowych.

Radioaktywność stosuje się w eliminacji toksycznych gazów, takich jak dwutlenek siarki i tlenki azotu środowiskowego. Materiał radioaktywny służy do pomiaru grubości skorup jajowych, a także do usuwania kruchych jaj przed przejściem do pojemnika.

Materiał polietylenowy stosowany jako opakowanie podlega również radioaktywności. Obróbka radioaktywna umożliwia ogrzewanie polietylenu i prawidłowo przyleganie do pokarmu, które pokrywa.

Ponadto radioaktywność stosuje się do określenia poziomów płynów w zbiornikach oleju i chemicznych, a także wilgoci i gęstości gleb i materiałów na placach budowlanych. Służy również do określenia niedoskonałości w fundamentach metalowych i spoinach.

Reaktor nuklearny

Są instalacją zdolną do produkcji przedłużonych reakcji łańcuchowych. Są one używane do: produkcji ciepła stosowanego w wytwarzaniu energii elektrycznej do różnych zastosowań populacji. Służą również do produkcji materiałów do napędu nuklearnego morskiego, sztucznych satelitów i rakiet.

Pozwól na transmutację elementów chemicznych do tworzenia radioaktywnych izotopów; Na przykład Ameryka, stosowana w detektorach dymu i kobalcie-60 użycia medycznego. I wreszcie, reaktory te wytwarzają pluton dla broni jądrowej i paliwowej dla innych reaktorów.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Chemia. (8 wyd.). Cengage Learning.
2. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (11 lutego 2020). Definicja radioaktywności. Odzyskane z: Thoughtco.com
3. John lub. Rasmussen i Ellis P. Steinberg. (2020). Radioaktywność. Encyclopædia Britannica. Odzyskane z: Britannica.com
4. Sidell Andrew. (2002). Naturalna i sztuczna radioaktywność. Źródło: CHM.Bris.AC.Wielka Brytania
5. Chemia librettexts. (18 maja 2020). Sztucznie indukowana radioaktywność. Odzyskane z: chem.Librettexts.org
6. LUB.S. NRC. (S.F.). Użycie promieniowania. Odzyskane z: NRC.Gov
7. Arpansa. (S.F.). Zrozumienie promieniowania. Źródło: Arpansa.Gov.Au