Radioactiviteit

Wat is radioactiviteit?

De Radioactiviteit Het is de eigenschap van bepaalde materialen om spontaan energie uit te stoten. Dit wordt gemanifesteerd als lorpjes of subatomaire deeltjes, of in de vorm van elektromagnetische straling. Het is een fenomeen dat te wijten is aan instabiliteit van kernenergie; dat wil zeggen atomaire kernen.

De onstabiele kern van een radioactief element ervaart desintegraties en de emissie van radioactiviteit totdat zijn energiestabiliteit wordt bereikt. Radioactieve emissies zijn van een hoog energie -inhoud, dat een hoog ioniserend vermogen verleent dat stoffen treft die eraan worden blootgesteld.

Radioactivity Geiger Accountant

Radioactiviteit werd ontdekt door Antoine Becquerel in 1896 tijdens het experimenteren met de fluorescentie van uranium. Vervolgens ontdekte Ernest Rutherford het bestaan ​​van twee soorten nucleaire straling, die hij α en β en β noemde. Deze experimentele bevinding werd gepubliceerd in 1899.

Natuurlijke radioactiviteit is wat in de natuur wordt gevonden zonder de tussenkomst van de mens; Hoewel kunstmatige radioactiviteit is geproduceerd door menselijke interventie. De eerste wordt gedetecteerd in natuurlijke radio -isotopen en de tweede in kunstmatige radio -isotopen en in de supermasieve elementen.

Veel radio -isotopen zijn onschadelijk en worden in de geneeskunde gebruikt. Anderen, zoals koolstof-14 en kalium-40, zijn nuttig voor datingobjecten en bodemlagen.

Hoewel radioactiviteit talloze toepassingen heeft die de mens ten goede komen, zoals energieproductie, presenteert het ook schadelijke effecten die leiden tot zijn dood. Als de stralingsdosis bijvoorbeeld hoog is, zijn de waarschijnlijkheden dat ongewenste mutaties of kanker worden gegenereerd, onevenredig verhoogd.

Natuurlijke straling

Sterk verrijkt uranium

Natuurlijke radioactiviteit bestaat uit een reeks elementen met onstabiele kernen die in de natuur bestaan ​​en die spontaan uiteenvallen met radioactiviteitsemissie. Dat wil zeggen, de interventie van de mens is niet nodig om te voorkomen.

Het wordt weergegeven door radioactieve elementen van de cortex van de aarde, de atmosfeer en die van de kosmische ruimte. Onder hen kunnen we vermelden: de Uranium-238, Uranium-235, Carbon-14, Uranium-235 en Radón-222.

Kunstmatige straling

Kunstmatige straling gevormd door een groep radioactieve elementen opgericht in onderzoekslaboratoria. Als? Door niet -radioactieve elementen te bombarderen met kernen, heliumatomen of andere soorten straling, om ze te veranderen in radioactieve isotopen.

Irene Joliet-Curie en Frederic Joliot, Nobel Awards (1934), waren de eerste die een radioactieve isotoop creëerde. Ze bombardeerde Al ²⁷Naar de₁₃ (aluminium) met een α -straling, een heliumatoom (⁴Hij₂), en genereerde een radioactief fosforatoom (³⁰P_vijftien)).

Hij ³⁰P_vijftien Het is een radioactief atoom dat spontaan uiteenvalt met de emissie van een β -type straling, die transformeert in nikkel (³⁰Geen van beide₁₄)). Cobalt-60, een radioactieve isotoop die wordt gebruikt bij de behandeling van kanker, is een kunstmatig radioactief element.

Het wordt ook beschouwd als onderdeel van kunstmatige radioactiviteit voor de radioactieve elementen die worden gevonden in de diepten van de korst van de aarde, en die naar het aardoppervlak zijn gebracht door mijnbouw en oliewinning.

Kan u van dienst zijn: primaire alcohol: structuur, eigenschappen, nomenclatuur, voorbeelden

Evenzo is kunstmatige straling te wijten aan de supermassieve en synthetische elementen, waarvan de kernen onmiddellijk worden afgebroken om andere elementen te ontstaan.

Typen radioactiviteit

Radioactieve klaver, symbool gebruikt om radioactiviteit weer te geven

- Alfa -type straling (α)

Het is een deeltje die wordt uitgestoten door een onstabiele kern. Het wordt gevormd door twee protonen en twee neutronen, en daarom wordt overwogen dat α -straling een heliumatoom is (⁴Hij₂) Naakt, zonder elektronen. Vanwege de aanwezigheid van twee protonen is het alfa -deeltje begiftigd met positieve belasting.

De α -straling is weinig doordringend en wordt gestopt door een vel papier, met weinig bereik in de lucht. Voorbeelden van stralingsemitters α de uranium-238 en radio-226.

Wanneer een deeltje wordt uitgestoten α, wordt het geproduceerde atoom ervan verminderd zijn atoomnummer in 2 eenheden en het atoomgewicht en het atoomgewicht in 4 eenheden, zoals te zien is in het volgende voorbeeld:

²³⁸OF₉₂  →  ⁴Hij₂    +     ^{2. 3. 4}E₉₀

De straling van het α -type, hoewel het niet de huid kruist, wanneer ingenomen, is het meest schadelijke type radioactieve deeltje, omdat de grootte ervan een grote ionisatiekracht verleent.

- Beta -type straling (β)

P -type straling is een ioniserende straling die een bereik van ongeveer één meter in de lucht heeft. Kan worden gestopt door een folie van aluminiumfolie. Tijdens de radioactieve vervalfase vindt de emissie van een elektron of een positron plaats, beide van nucleaire oorsprong.

Daarom zijn er twee soorten radioactieve emissies β: β^- en de β⁺.

Β -straling^-

Dit type straling is te wijten aan de emissie van een elektron van nucleaire oorsprong en een neutron dat een proton wordt. Het atoomgewicht varieert niet, maar het atoomnummer neemt toe in een eenheid.

N → P +E^-        +  Antineutrino -elektron

Voorbeeld:   ³²P_vijftien  →  ³²S₁₆     +      En^-       +  Antineutrino -elektron

Β -straling⁺

In dit type straling vindt de emissie van een nucleaire oorsprong met positieve belasting (positron) plaats. De onstabiele kern wordt gestabiliseerd door een proton in een neutron te transformeren, dus het atoomgewicht varieert niet, maar het atoomnummer wordt verminderd in een eenheid.

P → N +E⁺      +   1 neutrino -elektron

Voorbeeld: ²³Mg₁₂  →  ²³NA_elf     +      En⁺     +      1 neutrino -elektron

- Gamma -type straling (γ)

Deze straling is elektromagnetische aard, dat wil zeggen, het is een hoog bereik- en penetratiegolf, gearresteerd door loodblokken. Deze penetratie van hoge straling maakt het gebruik ervan mogelijk in de vorm van kobalt-60 bij de behandeling van kanker in diepe lichaamslocaties.

Het kan u van dienst zijn: 4 periodes van chemie: van prehistorie tot vandaag

- Neutronenemissie

Het treedt op wanneer neutronen met hoge snelheid worden uitgestoten. Deze straling is niet ioniserend en wordt gearresteerd door water en beton. Het belang van neutronenstraling is dat het niet -radioactieve elementen kan omzetten in radioactief.

Radioactieve activiteit

Het is de manier waarop de hoeveelheid straling wordt uitgedrukt. Het is gerelateerd aan het aantal desintegraties per seconde (DPS) ervaren door het huidige radioactieve materiaal. De RadioActive Activity Unit van het International System of Units (SI) is de Becquerel, die gelijk is aan 1 DPS.

De oudste eenheid, en degene die vandaag nog steeds wordt gebruikt, is de Curie, die gelijk is aan 3,7 · 10¹⁰ DPS. Dat wil zeggen, een curie is gelijk aan 3,7 · 10¹⁰ Becquerel.

Radioactieve elementen

Radioactieve barils

Radioactieve elementen zijn die met onstabiele kernen die hun stabiliteitstoestand bereiken door emissie van energie in de vorm van radioactiviteit.

Verschillende niet -radioactieve elementen hebben radioactieve isotopen. Het koolstofelement heeft bijvoorbeeld niet-radioactieve atomen en radioactieve isotopen, zoals respectievelijk koolstof-12 en koolstof-14.

Dit is een lijst met elementen waarvan de isotopen allemaal radioactief zijn. De lijst bestaat uit de naam van het element en de meest stabiele radioactieve isotoop.

-Tecnecio, TC-91

-Prometio, PM-145

-Polonio, PO-209

-Astato, AT-21

-Francio, FR-223

-Radio, RA-226

-Actinio, AC-227

-Torio, Th-229

-Uranium, U-236

-Americio, AM-243

-Curio, CM-247

-Californio, CF-251

-Nobeliness, No-259

-Dubnium, DB-268

-Roentgenio, RG-281

-Moskou, MO-288

Gamma -straling emitters

Sommige radio -isotopen die gamma -straling uitzenden, zijn:

-Kobalt-60

-Bario-133

-Zink-65

-Kalium-40

-Mangaan-54

-Cesio-137

-Natrium-22

Beta -straling emitters

-Strontium-90

-Zwavel-35

-Koolstof-14

-Tritio (³H₁))

Alpha -straling emitters

-Uranium-238

-Polonium-21

Radioactiviteitstoepassingen

Sferische kernreactor omgeven door koeltorens. Bron: AVDA/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)

Geneeskrachtig

Radioactieve isotopen worden in de geneeskunde gebruikt voor diagnostische en therapeutische doeleinden. Sommige radioactieve isotopen dienen als tracers voor ziektediagnose, omdat ze dezelfde kenmerken hebben als de atomen van niet -radioactieve elementen.

IODO-131 wordt gebruikt in de geneeskunde voor de bepaling van cardiale uitgaven en plasmavolume. Maar de belangrijkste toepassing van jodium-131 ​​is het meten van de activiteit van de schildklier, omdat schildklierhormonen jodium transporteren.

Fosfor-32 wordt gebruikt bij het bepalen van de aanwezigheid van kwaadaardige tumoren, omdat kankercellen de neiging hebben om meer fosfaat te absorberen dan normale cellen. TecNecio-99 wordt gebruikt bij het bepalen van de anatomische structuur van de organen.

Cobalt-60 en cesio-137 zijn gamma-straling emitters van grote penetratie die worden gebruikt voor de vernietiging van kankercellen, met minimale schade voor naburige cellen.

Wetenschappelijke en academische activiteiten

Radioactiviteit wordt gebruikt om de vereisten van planten te bepalen die door de bodem moeten worden geleverd. Radioactieve materialen worden ook gebruikt om te bepalen, door het gebruik van gaschromatografie, olie- en rookcomponenten.

Kan u van dienst zijn: arseen: geschiedenis, structuur, eigenschappen, gebruik

In archeologische studies wordt koolstof-14-activiteit gebruikt om de leeftijd van bepaalde fossielen te bepalen. Deze isotoop komt van nature voor in de atmosfeer en wordt alleen opgenomen door levende wezens.

De bestraling van planten wordt gebruikt om mutaties erin te induceren en ze beter bestand te maken tegen omgevingscondities.

Industrie

Radioactiviteit wordt gebruikt om medische materialen te steriliseren. Het wordt ook gebruikt bij de sterilisatie van voedsel en de containers die ze bevatten.

Bovendien wordt radioactiviteit gebruikt bij de verwerking van de stof, voorafgaand aan een behandeling die rimpels resistent maakt.

Keukengerei met antiatrerende eigenschappen worden behandeld met radioactiviteit om te voorkomen dat voedsel zich aan het metalen oppervlak houdt. Radioactieve tracers worden gebruikt om de efficiëntie van motorolie in autocilinders te bepalen.

Radioactiviteit wordt gebruikt bij de eliminatie van giftige gassen, zoals zwaveldioxide en stikstofoxiden voor het milieu. Het radioactieve materiaal wordt gebruikt om de dikte van eierschalen te meten, en ook om fragiele eieren te verwijderen voordat u naar hun container gaat.

Het polyethyleenmateriaal dat als wikkel wordt gebruikt, is ook onderhevig aan radioactiviteit. Radioactieve behandeling maakt het mogelijk dat polyethyleen wordt verwarmd en deze goed vastgehouden aan het voedsel dat het bedekt.

Bovendien wordt radioactiviteit gebruikt om vloeistofniveaus in olie- en chemische tanks te bepalen, evenals de vocht en dichtheid van bodems en materialen in bouwplaatsen. Het wordt ook gebruikt om onvolkomenheden in metalen stichtingen en lassen te bepalen.

Kernreactor

Ze zijn een installatie die in staat is om de productie van langdurige kettingreacties. Ze worden gebruikt voor: warmteproductie die wordt gebruikt bij het genereren van elektriciteit voor het verschillende gebruik van de populatie. Ze dienen ook voor de productie van materialen voor maritieme nucleaire voortstuwing, kunstmatige satellieten en raketten.

De transmutatie van chemische elementen toestaan ​​voor het creëren van radioactieve isotopen; Bijvoorbeeld, Amerika, gebruikt in rookmelders en kobalt-60 medisch gebruik. En ten slotte produceren deze reactoren plutonium voor nucleaire en brandstofwapens voor andere reactoren.

Referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Scheikunde. (8e ed.)). Cengage leren.
2. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (11 februari 2020). Definitie van radioactiviteit. Hersteld van: Thoughtco.com
3. John of. Rasmussen & Ellis P. Steinberg. (2020). Radioactiviteit. Encyclopædia Britannica. Hersteld van: Britannica.com
4. Sidell Andrew. (2002). Natuurlijke en kunstmatige radioactiviteit. Opgehaald uit: CHM.Bris.AC.Uk
5. Chemistry Libhethexts. (18 mei 2020). Kunstmatig geïnduceerde radioactiviteit. Hersteld van: chem.Librhetxts.borg
6. OF.S. NRC. (S.F.)). Gebruik van straling. Hersteld van: NRC.Gov
7. Arpansa. (S.F.)). Straling begrijpen. Opgehaald uit: Arpansa.Gov.Au