• RADYOAKTİFLİK
Kendiliğinden ışıma yapabilen maddelere radyoaktif maddeler
denir. Radyoaktiflik çekirdek yapısıyla ilişkilidir. Radyoaktif bir atom hangi
bileşiğin yapısına girerse o bileşiği radyoaktif yapar.
Radyoaktif elementler kuvvetli birer enerji kaynağıdır.
Radyoaktif elementler bu enerjiyi kendiliklerinden yayınlarlar ve bu olayı hiçbir
şekilde durdurmak mümkün değildir.
Radyoaktif elementin tek başına bulunması, bileşik içinde
bulunması, katı, sıvı, gaz, iyon halinde bulunması radyoaktif özelliğini etkilemez.
Atomun radyoaktif özellik göstermesinde
çekirdekteki proton sayısının nötron sayısına oranı etkilidir. Kararlılık kuşağı
dediğimiz, aşağıdaki diyagramda görülen p/n oranı 1 ve 1'e yakın olan atomlar
kararlıdır. Yani radyoaktif değildir.
Grafikte de görüldüğü gibi hafif atomlarda, (kütle numaraları
düşük) çekirdekte, aşağı yukarı eşit sayıda proton ve nötron bulunduğu halde,
ağır elementlerin kararlı yani radyoaktif olmayan çekirdekleri protondan daha
çok nötron bulundurur.
Kararlılık kuşağı içerisinde bulunmayan çekirdekler radyoaktiftir.
Bu şekilde olan atomlar daha kararlı hale gelmek için ışımalar yaparlar. Işıma yapan
atomlara radyoaktif atomlar denir.
|
|
RADYOAKTİF IŞIMALAR
Işıma; atomun yapısından bazı parçaların atılmasıdır.
a. Alfa (a)
Işıması
şeklinde olduğu bilinmelidir.
a tanecikleri (+) yüklü
taneciklerdir.
b. Beta (b–) Işıması
şeklinde olduğu bilinmelidir.
b tanecikleri (–) yüklü taneciklerdir.
Beta ışımasında bir nötron bir protona
dönüşür. Yani,
Bu esnada çekirdekten bir elektron kütlesine eşit ağırlıkta
bir parçacık fırlatılır. Buna b denir.
Beta ışıması
b veya
b– şeklinde gösterilir.
c. Gama (g)
Işıması
Yükü ve kütlesi olmayan ışınlardır. Enerjisi fazla olan
atomlar g ışıması
yaparak kararlı hale geçerler. g
ışınları saf enerjidir.
g ışıması mutlaka bir başka çekirdek
tepkimesinden sonra gerçekleşir.
d. Pozitron ( b+
) Işıması
Pozitronun kütlesi, elektronun kütlesine
eşit +1 yüklü bir parçacıktır.
Bir protonun bir nötrona dönüşmesiyle oluşur.
e. Elektron Yakalama
Kararsız olan çekirdeğin 1s
orbitalinden bir elektron almasına denir. Elektron -1 yüklü, çekirdekteki proton
+1 yüklü olduğundan çekirdeğe elektronun girmesi ile bir proton bir nötrona
dönüşür.
f. Nötron
Işıması
nötron ışımasıyla atom izotopuna dönüşmüş olur.
Bahsedilen bu ışımalar sonucu atom kararlılık
kazanırsa radyoaktiflik özelliği de
sona erer.
|
RADYOAKTİF BOZUNMALARIN HIZI
Yarılanma Süresi
Radyoaktif maddeler kendilerine has hızlarla parçalanırlar.
Parçalanma hızı sıcaklığa, basınca, maddenin fiziksel haline bağlı değildir.
Radyoaktif bozunma hızı, oluşan çekirdeğin kararlılığı için
bir ölçüdür ve genellikle yarılanma süresi olarak verilir. Yarılanma süresi demek,
maddenin başlangıç miktarı ne olursa olsun, maddenin yarısının bozunması için geçen
zamandır ve her izotop için ayrı ayrıdır.
Bir radyoaktif element atomlarının parçalanarak yarıya inmesi
için geçen zamana yarılanma süresi veya yarı ömür denir. Radyoaktif bozunmalarda
atom parçalanarak başka atoma dönüşecektir.
Mesela; 10 gramlık yarı ömrü t yıl olan radyoaktif madde,
t yıl sonra 10 gramdan 5 grama, 2t yıl sonra 2,5 grama düşecektir.
Bir
atoma ait birden fazla izotopun her biri radyoaktif olabilir. Fakat bu
radyoaktif atomların kararlılıkları farklı farklıdır. Yarılanma süresi
uzun olan radyoaktif maddeler yarılanma süresi kısa olan radyoaktif
maddelere göre daha kararlıdırlar.
YAPAY RADYOAKTİFLİK
Eğer kararlı bir çekirdek bazı taneciklerle bombardıman
edilirse yapay radyoaktiflik meydana gelir. Bombardımanı yapan taneciklerin enerjisi
yeteri kadar büyükse çekirdek bunlarla birleşerek yeni bir çekirdek oluşturur. Eğer
bu yeni oluşan çekirdek kararsızsa radyoaktif bozunmaya uğrar. Mesela
12C çekirdeği
enerjisi arttırılmış protonlarla bombardıman edilirse radyoaktif hale gelir.
Yeni oluşan
çekirdeği radyoaktiftir.
atomu radyoaktif
bozunmaya uğrayacaktır.
Yapay çekirdek tepkimeleri şu özellikleriyle kimyasal
tepkimelere benzer.
a. Tepkime sırasında
enerji alınır ya da verilir.
b. Tepkimelerin genellikle
belirli bir aktifleşme enerjisi vardır.
Yapay çekirdek tepkimeleri, kimyasal tepkimelerden farklı
olarak;
a. Atomdaki proton, nötron
sayıları değişir.
b. Toplam
madde miktarında çok az olsa ölçülecek kadar değişme olur.
c. Tepkimeler
yalnızca o izotopa özgüdür.
Çekirdek tepkimeleri ile tabiatta bulunmayan elementlerin
izotopları sentezlenebilir.
Fisyon (Bölünme) Tepkimeleri
Kararlılığı az ve büyük olan çekirdeklerin kararlı küçük
çekirdeklere dönüşmesine fisyon tepkimesi denir.
Bu olayda büyük miktarda enerji açığa çıkar.
Bölünme tepkimeleri atom bombalarının yapımında kullanılmıştır.
Füzyon (Kaynaşma)
Tepkimeleri
Hafif ve kararlılığı az olan çekirdeklerin, birleşerek ağır
ve kararlı çekirdek oluşturmasına füzyon tepkimesi denir.
Bu olayda da çok enerji açığa çıkar. Hidrojen bombasının
temeli bu tepkimedir.
Bu tepkimenin güneşte de olduğu kabul edilmektedir. Kaynaşma
tepkimeleri çok yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilebilmektedir. Bu nedenle hidrojen
bombasının yapılması atom bombasındaki çekirdek tepkimesinden elde edilen enerji
ile gerçekleştirilebilmektedir.
|