En Radyoaktif Element
Bilimi Anlatmamıza Yardım Edin!
Her ay milyonlarca bilimsever, Evrim Ağacı olarak karmaşık bilimsel konuları basitçe anlatmamızdan ve ülkemizde bilim anlatıcılığını geliştirmeye yönelik yaptığımız kapsamlı çalışmalarımızdan faydalanıyor. Bütçenize zarar vermeden, aylık veya tek seferlik sadece 20₺ gibi miktarlarda bize destek olarak bu çabalarımızı destekleyebilir, Türkiye'de bilim okuryazarlığını güçlendirmemize katkı sağlayabilirsiniz.
Destek Ol
Neden Destek İstiyoruz? kaynağı değiştir]
Çekirdeği kararsız, radyoaktif bir atomun hiçbir dış etkiye bağlı kalmaksızın, kendiliğinden ışımalar yaparak başka çekirdeklere dönüşmesi olayına doğal radyoaktiflik denir.
Doğal radyoaktif çekirdek tepkimeleri;
şeklindedir. Tepkimedeki X, doğal radyoaktif atomu, Y ise oluşan yeni atomu göstermektedir.
Radyoaktif olmayan bir atom çekirdeğinin, temel taneciklerle(alfa, nötron, proton,) bombardıman edilerek kararsız çekirdek haline dönüştürülmesi olayına yapay radyoaktiflik denir.
Yapay radyoaktif çekirdek tepkimeleri,
- X + a ===> Y + (ışıma)
şeklindedir. Tepkimedeki X kararlı çekirdeği, a ise bombardıman taneciğini gösterir. X, bombardıman edilerek Y kararsız taneciğine dönüşürken bir de ışıma yapmaktadır. Oluşan Y çekirdeği, doğal radyoaktif bozunmaya uğrayarak başka çekirdeklere dönüşür.
- Doğal radyoaktiflik olaylarında bozunma, ışıma ve fırlatma gibi ifadeler kullanılırken yapay radyoaktiflikte bombardıman ifadesi kullanılır.
Bombardıman etme işlemlerinde kullanılan en uygun tanecik nötrondur. Çünkü nötron yüksüz olduğu için çekirdek tarafından itilmez ve böylelikle kolayca etkileşime girilebilir.
Fisyon (Bölünme)[değiştir kaynağı değiştir]
Bir maddenin radyoaktifliğine etki eden en önemli faktör, maddenin atomlarının çekirdekleri ile ilgilidir. Nötron proton dengesizliği radyoaktiviteye neden olur.
Bunun dışında sıcaklık da radyoaktiviteyi etkiler. Sıcaklık arttıkça radyoaktif bozunma hızı azalır. Bunu veren formül de şu şekildedir&#;;
Bu ifadede; Lambda, bozunma hızını
k, Boltzmann sabitini
T, sıcaklığı
m, kütleyi
c, ışık hızını temsil eder.
Buna göre, maddenin sıcaklığı arttıkça bozunma hızı azalır. Ancak bu formülle ilgili bir ayrıntı vardır. Formülün payda kısmındaki ifadesi açılırsa&#;; paydada kalan ifadede, sıcaklığın bağlı olduğu
değerinin,
ifadesi yanında hesaplamaya değer bir seviyeye ulaşabilmesi için sıcaklık çok fazla olmalıdır. Oda sıcaklığında maddenin kinetik enerjisi 0,05 eV kadarken ancak °K sıcaklıkta kinetik enerji 1 eV lik enerjiye ulaşır. Sıcaklığın, radyoaktiviteye gözle görülür bir etki yapması içinse kinetik enerji 1 GeV olmalıdır. Bu da milyarlarca kelvin dereceye eşittir. Güneşin çekirdeği bile ancak 13,,°K sıcaklığıa sahiptir. Yani sıcaklığın radyoaktiviteye etkisi, güneşin çekirdeğinde bile gözlemlenemeyecek kadar azdır. Gözlemleme ve deney yapma olanaksızlığı yüzünden çoğu yerde sıcaklığın radyoaktiviteye etkisi yok kabul edilse de, sıcaklık radyoaktiviteye etki eden bir unsurdur. Özellikle de dev yıldızlarda.[3][4]
Radyoaktifliğin uygulamaları[değiştir kaynağı değiştir]
Radyoaktiflik hemen hemen bütün bilimsel ve teknik alanlarda geniş bir uygulama alanı bulur. Radyoaktif izotopların nükleer tepkimelerinden tekniğin birçok dalında kontrol aracı olarak faydalanılır. Bu kontrolde özellikle radyoaktif bir elementin radyoaktif olmayan bütün izotoplarıyla aynı özellikleri göstermesinden yararlanılır. Radyoaktif uygulamalardan bazı bilim dallarında şu şekilde yararlanılmıştır:
- Kimyada uygulamalar: Işınım Kimyası adında yeni bir kimya dalı gelişmiştir. Bu dalın konusu ışıma altında gelişen yeni kimyasal tepkimelerin incelenmesidir. Bu işlemlerde kobalt 60 gibi radyoaktiflik derecesi çok yüksek kaynaklar kullanılır.
- Biyoloji ve Tarımdaki uygulamalar: Radyoaktifliğin en geniş uygulaması bu alanda bulunur. Bitkinin bünyesine düşük miktarda karbon 14 verildiğinde, bünyede karbon izlenebilir. Radyoaktif ışınımlar canlı hücreler üzerinde büyük etki yapar; bu hücreleri önce değişikliğe uğratır, sonra öldürür. İnsan için çok zararlı olan bu etkiler tarımda çok yararlıdır. Böylece çok çabuk olgunlaşan yeni bir domates türü geliştirilmiştir.
- Tıbbi uygulamalar: Yok edilmesi zor olan kanser ve tümör tedavisinde metot haline gelmiştir; bu amaçla X ışınları uzun süredir kullanılıyor.
- Metalurjideki uygulamalar: Radyoaktiviteden çeliğin katılaşmasını, metalürjik tepkimelerin kinetiğini vb. incelemekte yararlanılır. Bu yolla metallerin yayılması kolayca izlenir.
- Tarih, Arkeoloji ve Jeolojide uygulamalar: Ahşap eşyanın veya kumaşların yapıldığı tarih, karbon 14 metoduyla kesin olarak bulunur. Bu usul eski medeniyetlerin incelenmesinde çok yararlıdır.