Kararlılık Kuşağı Doğal ve Yapay Radyoaktiflik

YAPAY RADYOAKTİFLİK

Kendiliğinden yapısını değiştiren ve ışıma yapan kararsız çekirdeklere radyoaktif çekirdek denir.

Kararlı çekirdeklerde   n / p   oranı 1’e yakındır.

Atom numarası 83 ten büyük elementlerde çekirdekler kararsızdır ve bu elementlerin bütün izotopları radyoaktiftir.

Kararsız çekirdeklerin kendiliğinden ışıma yaparak kararlı çekirdek haline dönüşmesine doğal radyoaktiflik denir.

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 ₇¹³N çekirdeği radyoaktiftir ve radyoaktif  bozunmaya uğrayacaktır.

FİSYON (BÖLÜNME) TEPKİMELERİ

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) TEPKİMELERİ

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.

AKTİFLİK

Radyoaktif maddenin 1 saniyedeki bozunma sayısına aktiflik denir. Saniyedeki 1 nükleer bozunma 1 Becquerel (1Bq) olarak verilir. Bir diğer ışıma birimi Curie (Ci) ’dir. 1 Ci = 3,7.10¹⁰ Bq

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, 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.

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.