Radyoaktivite Nedir ? | Zararları Nelerdir ?
 |
| Radyoaktivite Nedir ? | Zararları Nelerdir ? |
Bu yayınımızda Radyoaktivite Nedir ? Radyoaktivite Özellikleri Nelerdir ? gibi sorularınıza cevap bulabilirsiniz.
Radyoaktivite, kararsız atom çekirdeklerinin enerjik atom
altı parçacıkları veya elektromanyetik radyasyonu (EMR) serbest bıraktığı
süreçtir. Bu fenomen, bir elementin diğerine dönüşmesine neden olabilir ve
kısmen Dünya'nın çekirdeğinin ısısından sorumludur. Radyoaktivite, tıpta
ve organik ve jeolojik numunelerin tarihlendirilmesinde nükleer enerji dahil
olmak üzere geniş bir kullanım alanına sahiptir. Ayrıca, yüksek enerjili
parçacıklar ve radyasyon hücrelere zarar verip öldürdüğünden ve DNA'yı değiştirerek kansere
neden olabileceğinden potansiyel olarak tehlikelidir .
Radyoaktif Bozunma
Kararsız atom çekirdeklerinin bozundukları söylenir, yani daha kararlı, daha düşük enerji durumuna ulaşmak için kütlelerinin veya enerjilerinin bir kısmını kaybederler. Bu süreç en çok uranyum gibi daha ağır elementlerde görülür . Kurşundan daha ağır elementlerin hiçbiri kararlı izotoplara sahip değildir , ancak daha hafif elementler, karbon- 14 gibi kararsız, radyoaktif formlarda da mevcut olabilir . Radyoaktif elementlerin çürümesinden kaynaklanan ısının, Dünya'nın çekirdeğinin çok yüksek sıcaklığını koruduğu ve onu sıvı halde tuttuğu ve gezegeni zararlı radyasyondan koruyan manyetik alanın korunması için gerekli olduğu düşünülmektedir.
Radyoaktif bozunma rastgele bir süreçtir, yani belirli bir atom çekirdeğinin herhangi bir anda çürüyüp radyasyon yayıp atmayacağını tahmin etmenin fiziksel olarak imkansız olduğu anlamına gelir . Bunun yerine, belirli bir çekirdek numunesinin yarısının çürümesi için geçen süre olan yarı ömür ile ölçülür. Yarı ömür, mikroskobik bir miktardan evrendeki bu türden tüm atomlara kadar her büyüklükteki bir örnek için geçerlidir. Farklı radyoaktif izotoplar, yarı ömürlerinde, astatin-218 durumunda birkaç saniyeden, uranyum-238 için milyarlarca yıla kadar geniş bir aralıkta değişiklik gösterir.
Çürüme Türleri
Kararlı olmak için bir çekirdek çok ağır olamaz ve doğru proton ve nötron dengesine sahip olması gerekir. Çok sayıda proton ve nötron içeren ağır bir çekirdek, birbirine bağlanmış iki proton ve iki nötrondan oluşan bir alfa parçacığı yayarak er ya da geç bir miktar ağırlık veya kütle kaybedecektir. Bu parçacıklar pozitif bir elektrik yüküne sahiptir ve yayılabilen diğer parçacıklarla karşılaştırıldığında ağırdır ve yavaş hareket eder. Bir elementteki alfa bozunması, onun daha hafif bir elemente dönüşmesine neden olur.
Beta bozunması, bir çekirdekte proton sayısına göre çok fazla
nötron olduğunda meydana gelir. Bu süreçte elektriksel olarak nötr
olan bir nötron , negatif
yüklü bir elektron yayarak kendiliğinden
pozitif yüklü bir protona dönüşür . Bu
yüksek enerjili elektronlar, beta ışınları veya beta parçacıkları olarak
bilinir. Bu çekirdekteki proton sayısını artırdığı için atomun daha fazla
protonla farklı elementlere dönüşmesi anlamına gelir.
Tersine süreç, nötronlarla karşılaştırıldığında çok fazla
protonun olduğu yerde gerçekleşebilir. Başka bir deyişle, bir
proton , elektronun pozitif yüklü antiparçacığı olan bir pozitron yayarak
bir nötron haline gelir . Buna bazen pozitif beta bozunması denir ve
atomun daha az protonlu bir elemente dönüşmesiyle sonuçlanır. Her iki tür
beta bozunması da çok hafif ve hızlı olan elektrik yüklü parçacıklar üretir.
Bu dönüşümler enerjiyi kütle şeklinde serbest bıraksa da,
kalan çekirdeği, minimum enerji miktarından daha fazlasına sahip olduğu
"uyarılmış" bir durumda da bırakabilirler. Bu nedenle, bir gama
ışını yayarak bu ekstra enerjiyi kaybedecektir - çok yüksek frekanslı bir
elektromanyetik radyasyon biçimi. Gama ışınlarının ağırlığı yoktur ve ışık
hızında hareket ederler.
 |
| Radyoaktivite Nedir ? | Zararları Nelerdir ? |
Bazı ağır çekirdekler, alfa parçacıkları yaymak yerine aslında
bölünerek çok fazla enerji açığa çıkarabilir, bu işlem nükleer fisyon olarak
bilinir. Uranyum-235 gibi ağır elementlerin bazı izotoplarında
kendiliğinden ortaya çıkabilir. Süreç ayrıca nötronları da serbest
bırakır. Kendiliğinden gerçekleşmesinin yanı sıra, bir nötron emen ağır
bir çekirdek tarafından fisyon tetiklenebilir. Yeterli bölünebilir malzeme
bir araya getirilirse, fisyon tarafından üretilen nötronların diğer
çekirdeklerin bölünmesine, daha fazla nötron salgılamasına vb. Neden olduğu bir
zincirleme reaksiyon gerçekleşebilir.
Kullanımlar
Radyoaktivitenin en iyi bilinen kullanımları belki de nükleer
santrallerde ve nükleer silahlardadır. İlk atom silahları, yoğun ısı, ışık
ve iyonlaştırıcı radyasyon şeklinde büyük miktarda enerji açığa çıkarmak için
bir zincirleme reaksiyondan yararlandı. Modern nükleer silahlar öncelikle
enerjiyi serbest bırakmak için füzyon kullansa da, bu hala bir fisyon
reaksiyonu ile başlatılır. Nükleer enerji istasyonları, elektrik üreten
buhar türbinlerini çalıştırmak için ısıyı üretmek için dikkatlice kontrol
edilen fisyon kullanır.
Tıpta radyoaktivite, kanserli büyümeleri yok etmek için
hedefli bir şekilde kullanılabilir. Kolayca tespit edilebildiği için,
ilaçların ilerleyişini ve organlara göre alımını izlemek veya doğru çalışıp
çalışmadığını kontrol etmek için de kullanılır. Radyoaktif izotoplar
genellikle malzeme örneklerini tarihlendirmek için kullanılır. Organik
maddeler, içerdikleri karbon-14 miktarı ölçülerek tarihlendirilebilirken, bir
kaya örneğinin yaşı, mevcut çeşitli radyoaktif izotopların miktarları
karşılaştırılarak belirlenebilir. Bu teknik, bilim adamlarının Dünya'nın
yaşını ölçmesine izin verdi.
Sağlık Etkileri
Sağlık bağlamında, atom çekirdeklerinin çürümesinden
kaynaklanan tüm emisyonlar, ister parçacıklar ister EMR olsun, radyasyon olarak
tanımlanma eğilimindedir ve bunların tümü potansiyel olarak
tehlikelidir. Bu emisyonlar ya kendi içlerinde iyonlaşır ya da vücuttaki
maddeyle iyonlaştırıcı radyasyon üretecek şekilde etkileşime girer. Bu,
elektronları atomlardan çıkararak onları pozitif yüklü iyonlara
dönüştürebilecekleri anlamına gelir. Bunlar daha sonra bir moleküldeki
veya komşu moleküllerdeki diğer atomlarla reaksiyona girerek hücreleri
öldürebilen veya kansere neden olabilecek kimyasal değişikliklere neden
olabilir, özellikle de radyasyon DNA ile etkileşime girdiyse.
İnsanlar için en tehlikeli radyasyon türü, karşılaşıldığı
koşullara bağlıdır. Alfa parçacıkları havada yalnızca kısa bir mesafe
gidebilir ve cildin dış katmanından geçemez. Ancak canlı dokuyla temas
ederlerse, radyasyonun en tehlikeli şeklidirler. Bu, alfa radyasyonu yayan
bir şeyin yutulması veya solunması durumunda gerçekleşebilir.
Beta radyasyonu cilde nüfuz edebilir, ancak alüminyum folyo
gibi ince bir metal tabaka tarafından durdurulur. Nötronlar ve gama
radyasyonu çok daha nüfuz edicidir ve sağlığı korumak için kalın koruma
gereklidir. Çoğu gama radyasyonu vücuttan geçtiği için, tipik olarak düşük
seviyelerde hastalığa neden olma olasılığı daha düşüktür, ancak yine de çok
ciddi bir tehlikedir. Canlı dokular da dahil olmak üzere materyaller
nötronları emerse, kendileri de radyoaktif hale gelebilir.
Zararlı radyasyona maruz kalma genellikle, insan sağlığı
bağlamında en yaygın olarak kullanılmasına rağmen, her tür radyasyona ve tüm
malzemelere uygulanabilen bir ölçü olan, maruz kalan malzeme tarafından emilen
enerji miktarı ile ölçülür. Pozlama için SI birimi gridir ve bir gri,
kilogram madde başına emilen bir joule enerjiye eşdeğerdir.
Farklı radyoaktivite türleri farklı şekillerde
davrandığından, belirli bir dozun olası sağlık etkileri hakkında daha iyi bir
fikir vermek için başka bir ölçüm olan sievert kullanılır. Grilerdeki
dozun, belirli radyasyon türüne özgü bir kalite faktörü ile çarpılmasıyla
hesaplanır. Örneğin, gama radyasyonu için kalite faktörü 1'dir, ancak alfa
parçacıkları için değer 20'dir. Bu nedenle, canlı dokunun 0.1 gr alfa
parçacıklarına maruz kalması, 2.0 sievert'lik bir dozla sonuçlanacaktır ve
yirmi kat olması beklenir. bir gri gama radyasyonu olarak biyolojik
etki. Kısa bir süre içinde alınan dört ila beş sievertlik bir doz, 30 gün
içinde% 50 ölüm riski taşır.
