هر آنچه باید در مورد «رادیواکتیو» بدانید!

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا،‌ رادیواکتیویته به شرایطی اطلاق می‌شود که اتم های ناپایدار سعی می کنند انرژی را به شکل «تشعشع» آزاد کنند. اورانیوم عنصر رادیواکتیو است که در بمب های اتمی و نیروگاه های هسته ای استفاده می شود.

رادیو اکتیویته چیست ؟

رادیواکتیویته پدیده ای طبیعی است که در آن اتم های عناصری که دارای هسته های ناپایدار هستند برای به دست آوردن پایداری متلاشی می شوند. ناپایداری هسته اتم سه دلیل اصلی دارد: این دلایل عبارتند از:

• تعداد پروتون های بیشتر
• تعداد نوترون های بیشتر
• انرژی بالاتر هسته

هنگامی که یک عنصر دچار واپاشی می شود، می تواند برای رسیدن به ثبات، از یک عنصر به عنصر دیگر تغییر کند. گاهی اوقات وقتی عنصری فرو می پاشد، از یک عنصر به عنصر دیگر تغییر نمی ‌کند، بلکه با انتشار انرژی اضافی به شکل پرتوهای گاما، به پایداری مورد نظرش می رسد.

حدود 118 عنصر شناخته شده وجود دارد که از نظر تعداد پروتون های اتم هایشان با یکدیگر تفاوت دارند. به عنوان مثال، هیدروژن دارای 1 پروتون و هلیوم دارای 2 پروتون است. هسته همچنین دارای نوترون هایی است که با تغییر در یک عنصر، ایزوتوپ جدیدی از آن عنصر ایجاد می کند.

ایزوتوپ های یک عنصر دارای خواص شیمیایی یکسانی هستند، اما تنها از نظر وزن به دلیل تفاوت در تعداد نوترون ها با هم تفاوت دارند. مثلا، هیدروژن دارای سه ایزوتوپ پروتیوم، دوتریوم، تریتیوم است. این ایزوتوپ ها به دلیل تفاوت در تعداد نوترون ها با یکدیگر متفاوت هستند، در حالی که تعداد پروتون ها ثابت می ماند. عناصر جدول تناوبی از هیدروژن تا بیسموت، حداقل یک ایزوتوپ پایدار دارند. اما عناصر بعد از بیسموت هیچ ایزوتوپ پایداری ندارند؛ همه آنها رادیواکتیو هستند.

انواع فروپاشی هسته ای 

ایزوتوپ‌ های رادیواکتیو عناصر می‌ توانند سه نوع تابش موسوم به پرتوهای آلفا، بتا و گاما ساطع کنند.

• پرتوهای آلفا : پرتوهای آلفا ذرات باردار مثبت هستند که از دو پروتون و دو نوترون (که هسته هلیوم نیز نامیده می شود) تشکیل شده اند. پرتوهای آلفا به دلیل وجود پروتون دارای بار مثبت هستند؛ ذرات باردار مثبت.
• پرتوهای بتا : پرتوهای بتا جریان ‌هایی از ذرات با بار منفی مانند الکترون‌ها یا پوزیترون‌ ها هستند.
• پرتوهای گاما : پرتوهای گاما خنثی و با پرتوهای آلفا و بتا متفاوت هستند زیرا از ذرات ماده ساخته نشده اند. بلکه پرتوهای الکترومغناطیسی با انرژی بالا هستند؛ نوعی نور که بسیار پرانرژی است و با چشم غیر مسلح دیده نمی شود.

نیمه عمر و اندازه گیری فروپاشی هسته ای

یک نمونه از ایزوتوپ رادیواکتیو یک عنصر به طور مداوم با سرعت ثابتی تجزیه می شود تا زمانی که کل ماده به ایزوتوپ پایدار یک عنصر تبدیل شود.

اصطلاح نیمه عمر اغلب برای تعریف زمانی بکار  برده می شود که در آن نیمی از نمونه به ایزوتوپ پایدار تبدیل می شود. به عنوان مثال، نیمه عمر کربن 14 حدود 5730 سال است. یعنی اگر یک کیلوگرم نمونه کربن  14 داشته باشید، نیمی از کربن  14 در حدود 5730 سال به ایزوتوپ پایدار تبدیل می شود.

فروپاشی هسته ای و سلامت انسان

پرتوهای ناشی از فروپاشی ایزوتوپ های رادیواکتیو به دلیل خطرات متعددی که در آن وجود دارد برای سلامتی مضر تلقی می شود. به عنوان مثال، هنگامی بدن در مرض این پرتوها قرار بگیرد،  DNA و ساختار سلول ها آسیب می بیند. این منجر به تولید سلول های سرطانی در بدن شده و در نهایت فرد را بسیار بیمار می کند.

حقایق

فروپاشی هسته ای (رادیواکتیویته) اولین بار توسط «هنری بکرل» « Henry Becquerel» در حین کار بر روی سنگ معدنی از عنصر اورانیوم به نام pitchblende  کشف شد.

البته همه پرتوها بد نیستند! ما از اشعه ایکس برای عکس برداری از داخل بدن انسان برای تشخیص هرگونه آسیب یا تشخیص برخی بیماری ها استفاده می کنیم.

پرتوهای گاما پرتوهای بسیار نافذی هستند، آنها به راحتی می توانند از دیواره بتنی به ضخامت 1 متر نفوذ کنند - دقیقاً مانند نور مرئی که از طریق یک شیشه شفاف نفوذ می کند.