Radioaktiivsuse määratlus teaduses

Radioaktiivsus on spontaanne emissioon kiirgus osakeste või suure energia kujul footonid tuumareaktsiooni tagajärjel. Seda nimetatakse ka radioaktiivseks lagunemiseks, tuuma lagunemiseks, tuuma lagunemiseks või radioaktiivseks lagunemiseks. Kuigi neid on palju vorme elektromagnetiline kiirgus, ei tekita neid alati radioaktiivsus. Näiteks võib pirn kiirgada soojust ja valgust, kuid see pole nii radioaktiivne. Aine, mis sisaldab ebastabiilset aatomituumad peetakse radioaktiivseks.

Radioaktiivne lagunemine on juhuslik või stohhastiline protsess, mis toimub üksikute aatomite tasemel. Ehkki ühe ebastabiilse tuuma lagunemist on võimatu täpselt ennustada, võib aatomirühma lagunemiskiirust ennustada lagunemiskonstantide või poolestusaegade põhjal. A pool elu on aeg, mille jooksul pool aineproovist peab radioaktiivselt lagunema.

Peamised võtmed: radioaktiivsuse määratlus

Rahvusvaheline ühikute süsteem (SI) kasutab standardina becquerelit (Bq) ühik of radioaktiivsus. Üksus on nimetatud radioaktiivsuse avastaja Prantsuse teadlaste Henri Becquereli auks. Üks bekequerel on määratletud kui üks lagunemine või lagunemine sekundis.

Curie (Ci) on veel üks levinud radioaktiivsuse ühik. See on määratletud kui 3,7 x 10¹⁰ lagunemised sekundis. Üks kõver võrdub 3,7 x 10¹⁰ pärandajad.

Ioniseerivat kiirgust väljendatakse sageli halli (Gy) või sieverti (Sv) ühikutes. Hall on kiirgusenergia ühe džauli neeldumine massi kilogrammi kohta - kiirguskogused, mis on seotud vähi muutumisega 5,5% - lise haiguse tagajärjel kokkupuude.

Esimesed kolm avastatud radioaktiivse lagunemise tüüpi olid alfa, beetaja gamma lagunemine. Neid lagunemisviise nimetati nende võimeks tungida ainesse. Alfa lagunemine läbib lühima vahemaa, samal ajal gamma lagunemine läbib kõige suurema vahemaa. Lõpuks mõisteti paremini alfa-, beeta- ja gamma lagunemise protsesse ning avastati täiendavaid lagunemise liike.

Decay režiimid hõlmavad (A on aatommass või prootonite arv pluss neutronid, Z on aatomite arv või prootonite arv):

• Alfa lagunemine: Tuumast eraldub alfaosake (A = 4, Z = 2), mille tulemuseks on tütartuum (A -4, Z - 2).
• Prootonite emissioon: Lähtetuum emiteerib prootoni, mille tulemuseks on tütartuum (A -1, Z - 1).
• Neutronide emissioon: Lähtetuum väljutab neutronit, mille tulemuseks on tütartuum (A - 1, Z).
• Spontaanne lõhustumine: Ebastabiilne tuum laguneb kaheks või enamaks väikeseks tuumaks.
• Beeta miinus (β⁻⁾ lagunemine: Tuum kiirgab elektroni ja elektronide antineutrino, et saada tütar A, Z + 1.
• Beeta pluss (β⁺) lagunemine: Tuum eraldab positronit ja elektronide neutriino, et saada tütar A, Z - 1.
• Elektronide püüdmine: Tuum hõivab elektroni ja eraldab neutriino, mille tulemuseks on tütar, kes on ebastabiilne ja erutatud.
• Isomeerne üleminek (IT): ergastatud tuum vabastab gammakiire, mille tulemuseks on tütar, kellel on sama aatommass ja aatomnumber (A, Z),

Gamma lagunemine toimub tavaliselt pärast muud lagunemise vormi, näiteks alfa või beeta lagunemist. Kui tuum on erutatud olekus, võib see vabastada gammakiirguse footoni, et aatom saaks naasta madalamasse ja stabiilsemasse energia olekusse.

• L'Annunziata, Michael F. (2007). Radioaktiivsus: sissejuhatus ja ajalugu. Amsterdam, Holland: Elsevier Science. ISBN 9780080548883.
• Loveland, W.; Morrissey, D.; Seaborg, G.T. (2006). Kaasaegne tuumakeemia. Wiley-vaheline. ISBN 978-0-471-11532-8.
• Martin, B.R. (2011). Tuuma- ja osakeste füüsika: sissejuhatus (2. väljaanne). John Wiley ja pojad. ISBN 978-1-1199-6511-4.
• Soddy, Frederick (1913). "Raadioelemendid ja perioodiline seadus." Chem. Uudised. Nr 107, lk. 97–99.
• Stabin, Michael G. (2007). Kiirguskaitse ja doosimeetria: sissejuhatus tervisefüüsikasse. Springer. doi:10.1007/978-0-387-49983-3 ISBN 978-0-387-49982-6.