W tym artykule omówiono typy rozpadu promieniotwórczego. Wiemy, że atomy są utrzymywane razem przez siłę zwaną siłą międzyatomową lub siłą jądrową.
Kiedy niestabilny atom chce osiągnąć stan stabilny, robi to poprzez emisję dużej ilości energii poprzez promieniowanie. Ta dodatkowa energia będąca przyczyną niestabilności tego atomu jest rozrywana przez sam atom. Zjawisko to nazywa się radioaktywnością. Więcej o promieniotwórczości przeczytamy w tym artykule.
Co to jest radioaktywność?
Jak omówiono w powyższej sekcji, jest to zjawisko, w którym niestabilny atom traci swoje energia osiągnąć stabilność.
Uwolniona energia jest określana jako jądrowa lub atomowa energia ponieważ pochodzi z jądra atomu. Więcej o promieniotwórczości i jej rodzajach dowiemy się w dalszej części tego artykułu.
Rodzaje rozpadu promieniotwórczego
Energia jądrowa może być emitowana na wiele sposobów. Poniżej wymieniono różne rodzaje rozpadu promieniotwórczego:
Rozpad alfa
Cząstki alfa to te cząstki, które składają się z dwóch protonów i dwóch neutronów (podobnie jak atom He). Kiedy jądro emituje cząstki alfa w reakcji, nazywa się to rozpadem alfa.
Kredyty Image: Wikipedia
Rozpad beta
Podobnie jak w przypadku rozpadu alfa, w rozpadzie beta emitowane są cząstki beta. Cząstki beta to te cząstki, które mają parę składającą się z pozytonu i neutrina lub elektronu i antyneutrina. Kiedy pozyton i neutrino są emitowane, nazywa się to rozpadem beta plus i podobnie, gdy emitowane są elektron i antyneutrino, określa się to jako rozpad beta minus.
Zanik gamma
Rozpad gamma przebiega w dwóch etapach. Pierwsze jądro emituje cząstki alfa lub beta i opuszcza jądro w stanie wzbudzonym. Aby osiągnąć stan stabilny, jądro emituje fotony promieniowania gamma. Nazywa się to rozpadem gamma.
Emisja neutronów
W niektórych przypadkach, z powodu nadmiernego rozpadu alfa lub beta, pozostałe jądra stają się bogate w neutrony. Te neutrony są usuwane w procesie emisji neutronów. Powoduje to powstawanie izotopów różnych cząstek.
Wychwytywanie elektronów
Czasami Nucleus może przechwycić orbitujący elektron. To pozostawia proton w spokoju, dzięki czemu przekształca się w neutron. Podczas tego procesu emitowane są promienie neutrino i gamma.
Rozpad klastra
W rozpadzie gromady emitowane jest jądro cięższe od cząstki alfa.
Przykład serii rozpadu promieniotwórczego
Niestabilny atom przechodzi szereg rozpadów promieniotwórczych lub przemian, aby osiągnąć stan stabilny. Ta seria przemian nazywana jest serią rozpadu promieniotwórczego.
Seria rozpadów promieniotwórczych jest również nazywana kaskadą radioaktywną, atom nie jest bezpośrednio przekształcany w stan stabilny. Raczej przechodzi wiele przemian, aby osiągnąć stabilny stan. Przykłady rozpadu promieniotwórczego seria jest podana poniżej-
- Seria toru– W serii Toru obecne są następujące pierwiastki – aktn, bizmut, ołów, polon, radon, rad i tal. Całkowite uwolnienie energii z toru-232 do ołowiu-208 wynosi 42.6 MeV.
- Seria Neptun– W serii Neptuna zaangażowane są tylko dwa izotopy, a mianowicie bizmut-209 i tal-205. Całkowite uwolnienie energii z kalifornu-249 do talu-205 wynosi 66.8 MeV.
- Seria uranu– Seria Uranium zawiera następujące pierwiastki - Astat, Bizmut, Ołów, Polon, Protaktyn, Rad i Radon, Tal i Tor. Całkowite uwolnienie energii z uranu-238 do ołowiu-206 wynosi 51.7 MeV.
- Seria aktyn– Seria Actinium składa się z- Aktyn, Astat, Bizmut, Franc, Ołów, Polon, Protaktyn, Rad, Tal, Tor i Radon. Całkowita energia uwolniona z uranu-235 i ołowiu-207 wynosi 46.4 MeV.
Właściwości rozpadu promieniotwórczego
Omówiliśmy w powyższych sekcjach, że radioaktywność to zjawisko, w którym atom redukuje swoją energię, aby osiągnąć stan stabilny. Energia uwalniana przez te atomy jest wystarczająco wysoka, aby wytworzyć bombę atomową.
Proces rozpadu promieniotwórczego jest bardzo przypadkowy, nie można po prostu powiedzieć, który atom rozpadnie się na który atom. Cały proces uwalniania energii jest spontaniczny. Teoria transformacji nie mówi o konkretnej przyczynie wewnątrz atomu, która jest odpowiedzialna za emisję tej dodatkowej energii.
Zastosowania rozpadu promieniotwórczego
Chociaż ludzie mają niebezpieczne zagrożenie promieniowaniem jądrowym. Niewielka ekspozycja na promieniowanie może spowodować choroby, oparzenia i ciężkie choroby, które mogą prowadzić do śmierci. Nadmierna ilość może spowodować natychmiastową śmierć.
Ale można go lepiej wykorzystać, jeśli energia zostanie wykorzystana w odpowiedni sposób. Zobaczmy kilka zastosowań radioaktywności-
- Medycyna– Kobalt-60 jest szeroko stosowany do wychwytywania komórek rakowych. To wielki przełom w walce z rakiem.
- Generowanie elektryczności– Uran-235 jest powszechnie stosowanym paliwem w elektrowniach jądrowych. Nawet niewielka ilość uranu-235 może być wykorzystana do wytworzenia megawatów energii elektrycznej.
- Leczenie– Jod-131 jest stosowany w leczeniu nadczynności tarczycy. Trochę izotopy radioaktywne są wykorzystywane zarówno w celach diagnostycznych, jak i badawczych.
- Pomiar grubości-Wytrzymałość penetracji tych pierwiastków promieniotwórczych może być wykorzystana do precyzyjnego pomiaru grubości tworzyw sztucznych i metali w przemyśle.
- promienie rentgenowskiePromienie rentgenowskie i tomografia komputerowa wykorzystują pierwiastki radioaktywne, które przenikają przez ludzką skórę i dają luminescencyjny widok ludzkiego ciała od wewnątrz.
Zagrożenia radioaktywne
W przypadku niewłaściwego użytkowania narażenie na promieniowanie może spowodować nieodwracalne uszkodzenia ciała ludzkiego, a także innego życia na Ziemi.
Poniżej znajduje się lista kilku zagrożeń spowodowanych narażeniem na radioaktywność-
- Oparzenie skóry– Długa ekspozycja na słońce może spowodować oparzenia skóry. Można to zaobserwować po opalaniu, czyli ciemnieniu skóry. Jeśli skóra jest wystawiona na działanie promieni słonecznych przez bardzo długi czas, może ulec trwałemu uszkodzeniu, a czasami spowodować raka skóry.
- Oparzenia radiacyjne- Kiedy osoba wchodzi w bezpośredni kontakt z materiałem radioaktywnym, w zależności od ilości ekspozycji na to promieniowanie, może doznać oparzeń popromiennych. Skóra ulega spaleniu z powodu dużej siły penetracji pierwiastków promieniotwórczych.
- Zespół ostrego promieniowania- Jest to choroba spowodowana przyjęciem dużej ilości promieniowania w bardzo krótkim czasie.
- Rak– Promieniowanie może powodować raka w naszym ciele.
- Choroby sercowo-naczyniowe– Nadmierne promieniowanie powoduje choroby sercowo-naczyniowe, które mogą utrzymywać się przez całe życie i mogą być przenoszone genetycznie.
- Chmura promieniowania– Wybuchy atomowe pozostawiają w atmosferze ogromną chmurę promieniowania, zanieczyszczając atmosferę pierwiastkami radioaktywnymi. Te radioaktywne chmury opadają następnie w postaci deszczu.
- Utrata życia na Ziemi– Z powodu promieniowania giną niewinne rośliny i zwierzęta, ponieważ nie zdają sobie sprawy z zagrożeń, jakie powoduje promieniowanie w ich ciałach.
- Długi okres półtrwania materiałów radioaktywnych– Po wycieku radioaktywnym na danym obszarze należy go całkowicie uszczelnić na tysiące lat, ponieważ okres półtrwania pierwiastków radioaktywnych jest znacznie dłuższy niż ludzkie życie. Tak więc, aby ograniczyć efekt promieniowania, cała populacja musi się przemieścić, a obszar musi zostać uszczelniony.
Cześć… Jestem Abhishek Khambhata, ukończyłem studia B. Tech w inżynierii mechanicznej. Przez cztery lata mojej inżynierskiej pracy projektowałem i latałem bezzałogowymi statkami powietrznymi. Moją mocną stroną jest mechanika płynów i inżynieria cieplna. Mój projekt na czwartym roku polegał na zwiększeniu wydajności bezzałogowych statków powietrznych przy użyciu technologii słonecznej. Chciałbym nawiązać kontakt z ludźmi o podobnych poglądach.