Rozpad radioaktywny występuje, gdy niestabilne jądro uwalnia energię poprzez promieniowanie i staje się jądrem stabilnym. Dezintegracja radioaktywna może mieć postać cząstek alfa, cząstek beta, promieni gamma, emisji pozytonów, wychwytywania elektronów itp. W tym artykule szczegółowo omówiono kilka przykładów rozpadu promieniotwórczego.
- Rozpad alfa jądra uranu-238
- Rozpad beta jądra toru-234
- Rozpad alfa jądra Polonu-210
- Rozpad beta jądra jodu-131
- Rozpad gamma jądra Cobalt-60
- Emisja pozytonów jądra tlenu-15
- Wychwytywanie elektronów potasu-40
- Rozpad alfa jądra uranu-234
- Rozpad alfa jądra Toru-230
- Rozpad alfa radu-226
- Rozpad alfa jądra Polonu-218
- Rozpad alfa jądra Radon-222
- Rozpad beta ołowiu-214
- Rozpad beta bizmutu-214
- Rozpad alfa polonu-214
- Rozpad beta ołowiu-210
- Rozpad beta bizmutu-210
Rozpad alfa jądra uranu-238
Uran-238, najpowszechniejszy izotop uranu, ulega rozpadowi alfa i tworzy tor-234. Podczas tej reakcji niestabilne jądro uranu-238 traci 2 protony i 2 neutrony, tworząc tor-234. Cząstkę alfa można uznać za jądro helu.
Cząstki alfa są mniej przenikliwe niż inne formy promieniowania. Czasami podczas procesu rozpadu emitowane są również słabe promienie gamma. Ze wszystkich procesów rozpadu promieniotwórczego rozpad alfa jest najmniej niebezpieczny.
Rozpad radioaktywny można przedstawić jako
Kredyty obrazkowe: Wikimedia Commons
Rozpad beta jądra toru-234
Nuklid toru-234 ulega rozpadowi beta poprzez uwolnienie elektronu i powstaje protaktyn-234. Ten rodzaj rozpadu beta jest znany jako rozpad beta minus, ponieważ uwalniany jest energetyczny ujemny elektron.
Proces rozpadu można zobrazować następującym zrównoważonym równaniem:
Połączenia
reprezentuje antyneutrino.
Jak wspomniano wcześniej, rozpad toru-234 na protaktyn-234 jest rozpadem beta minus. Podstawowym procesem jest to, że neutron rozpada się na proton plus elektron; a elektron jest uwalniany z jądra, podczas gdy proton pozostaje w jądrze.
Rozpad alfa jądra Polonu-210
Polon jest jednym z naturalnie występujących pierwiastków promieniotwórczych i występuje w stosunkowo bardzo niskich stężeniach w skorupie ziemskiej.
Polon-210, stabilny izotop polonu, rozpada się na stabilne jądro ołowiu-206 emitując cząstkę alfa. Cząstki alfa emitowane z polonu-210 są zdolne do jonizacji otaczającego powietrza, które z kolei neutralizuje elektryczność statyczna na powierzchniach mających kontakt z powietrzem.
Proces rozpadu można przedstawić w następujący sposób:
Polon-210 znajduje zastosowanie w wielu eliminatory statyczne, które są zasadniczo używane do eliminacji elektryczności statycznej w niektórych urządzeniach ze względu na właściwości emitowanych cząstek alfa.
Rozpad beta jądra jodu-131
Jądro jodu-131 ulega rozpadowi beta i tworzy stabilne jądro ksenonu-131. Jest to również rozpad beta-minus.
Reakcja rozpadu jest następująca:
Ponieważ emitowane są zarówno cząstki beta, jak i promieniowanie gamma, jest on również znany jako emiter beta-gamma. Dzięki temu jest przydatny w dziedzinie medycyny nuklearnej.
Kredyty obrazkowe: Wikimedia Commons
Rozpad gamma jądra Cobalt-60
Kobalt-60 jest radioaktywnym izotopem kobaltu, ale nie występuje naturalnie.
Właściwa reakcja zachodzi w wyniku rozpadu beta kobaltu-60 w celu wytworzenia stabilnego niklu-60, a to jądro emituje dwa promienie gamma.
Reakcję można przedstawić jako:
Będąc emiterem promieniowania gamma o wysokiej intensywności, Cobalt-60 ma kilka zastosowań, takich jak źródło promieniowania do radioterapii, napromienianie żywności, sterylizacja szkodników i tak dalej.
Emisja pozytonów jądra tlenu-15
Stosunek neutronów do protonów jest kluczowym czynnikiem decydującym o stabilności każdego jądra. Rozpady radioaktywne mają miejsce w celu stabilizacji jądra.
W tlenie-15 liczba neutronów wynosi 7, czyli mniej niż liczba protonów, czyli 8. W związku z tym ulega on emisji pozytonów i powstaje azot-15. Emisja pozytonów jest inaczej nazywana rozpadem beta plus.
Oto, co dzieje się w emisji pozytonów:
Reakcję beta plus rozpad tlenu-15 można przedstawić jako:
Wychwytywanie elektronów potasu-40
Potas-40 jest przykładem naturalnie występującego radioaktywnego izotopu potasu, ale stosunkowo w bardzo małej frakcji, około 0.012%.
Wychwytywanie elektronów to proces rozpadu promieniotwórczego, w którym występuje obfitość protonów w jądrze w porównaniu z neutronami, oprócz niewystarczającej energii do emisji pozytonów.
Podczas wychwytywania elektronów jądro wychwytuje elektron atomowy, a zatem proton przekształca się w neutron.
Wychwyt elektronów potasu-40 to
Kredyty obrazkowe: Wikimedia Commons
Rozpad alfa jądra uranu-234
Uran-234 jest pośrednim produktem rozpadu uranu-238 i jest natychmiast przekształcany w tor-230 w wyniku rozpadu alfa.
Emitowana cząstka alfa jest stosunkowo mniej penetrująca i tworzy się tor-230.
Reakcja rozpadu to:
Rozpad alfa jądra Toru-230
Tor-230 jest jednym z naturalnie występujących radioaktywnych izotopów toru.
Tor-230 jest częścią serii rozpadów uranu, a rad-226 jest produktem rozpadu radioaktywnego tego jądra toru. Podczas procesu emitowane są cząstki alfa.
Zanik alfa można przedstawić jako:
Tor-230, będący produktem rozpadu uranu-238, znajduje się w złożach uranu oraz w odpadach z młynów uranu.
Rozpad alfa radu-226
Rad jest promiennikiem cząstek alfa, produktem rozpadu serii rozpadów uranu-238 i występuje w różnych ilościach w skałach i glebach.
Rad-226 daje radon-222, radioaktywny gaz obojętny po emisji cząstek alfa.
Reakcja rozpadu to:
Rad jest wysoce radioaktywny, ponieważ jest około milion razy bardziej radioaktywny niż uran, a produkt rozpadu, radon, jest obecnie stosowany w leczeniu różnych form raka.
Kredyty obrazkowe: Wikimedia Commons
Rozpad alfa jądra Polonu-218
Polon-218 rozpada się głównie przez rozpad alfa, chociaż obserwuje się, że w niektórych przypadkach emisja beta zachodzi w mniejszych ilościach.
Rozpad alfa polonu-218 można przedstawić za pomocą następującej reakcji:
Rozpad alfa jądra Radon-222
Radon-222, wysoce radioaktywny pierwiastek gazowy, jest najbardziej stabilnym izotopem radonu. Radon-222 jest jedną z głównych przyczyn raka płuc, ponieważ jest gazem i radioaktywnością.
Radon-222 ulega rozpadowi alfa i powstaje polon-218.
Reakcja rozpadu to:
Radon jest głównym czynnikiem rakotwórczym, ponieważ może być wdychany, a przed wydychaniem ulega rozpadowi, wytwarzając cząstki alfa i/lub promienie gamma, które mogą uszkadzać nasze komórki. Dlatego radon może powodować raka płuc.
Rozpad beta ołowiu-214
Ołów-214 ulega emisji beta i tworzy bizmut-214. Rodzaj rozpadu beta to rozpad beta minus.
Proces promieniotwórczy można przedstawić jako:
Rozpad beta bizmutu-214
Bizmut-214 ulega rozpadowi beta, tworząc nuklid polonu-214. Proces rozpadu to rozpad beta minus.
Podstawowa reakcja to:
Rozpad alfa polonu-214
W wyniku rozpadu alfa polonu-214 powstaje ołów-210.
Reprezentacją reakcji rozpadu jest:
Rozpad beta ołowiu-210
Ołów-210 to naturalnie występujący radioaktywny nuklid z serii rozpadu uranu.
Beta minus rozpad ołowiu-210 daje bizmut-210. Procesowi temu towarzyszy emisja energii poprzez promienie gamma.
Reakcję na rozpad beta minus można przedstawić w następujący sposób:
Rozpad beta bizmutu-210
Bizmut-210 ulega rozpadowi beta i tworzy polon-210.
Zanik beta minus można przedstawić w następujący sposób:
W naturze polon jest bardziej skoncentrowany w tytoniu. Będąc emiterem alfa podczas palenia tytoniu, polon jest wdychany, co prowadzi do uszkodzenia komórek z powodu emitowanych cząstek alfa z polonu.
Wnioski
W tym artykule kilka rozpadów promieniotwórczych przykłady zostały szczegółowo omówione. Mimo że narażenie na promieniowanie jest szkodliwe w kilku kontekstach; niektóre procesy rozpadu promieniotwórczego znajdują zastosowanie w medycynie, zwłaszcza w leczeniu raka. Oprócz zastosowań medycznych, kilka procesów przemysłowych wykorzystuje proces rozpadu w zależności od potrzeb.
Przeczytaj także:
- Dlaczego witaminę D często nazywa się witaminą słońca?
- Skąd w meteorologii biorą się zjawiska takie jak aureole i psy słoneczne?
- Amplituda
- Przykłady ruchomych kół pasowych
- Tworzenie definicji galaktyki 5 interesujących faktów
- Czy plastyczność jest właściwością fizyczną?
- Przykłady stałych kół pasowych
- Głośność i amplituda
- Czy mosiądz jest plastyczny
- Czy twardość jest właściwością fizyczną?
Witam, jestem Deeksha Dinesh, obecnie studiuję podyplomowo na kierunku Fizyka ze specjalizacją z zakresu Astrofizyki. Lubię dostarczać czytelnikom koncepcje w prostszy sposób.