Was ist Radioaktivität?
Was verursacht Radioaktivität?
Wie der Name schon sagt, ist Radioaktivität der Akt der Strahlungsemittierenspontan. Dies geschieht durch einen Atomkern, der aus irgendeinem Grund nicht stabil ist; es „will“ etwas Energie aufgeben, um zu einer stabileren Konfiguration zu wechseln. In der ersten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts widmete sich ein Großteil der modernen Physik der Erforschung, warum dies geschieht, mit dem Ergebnis, dass Nukleardecay bis 1960 ziemlich gut verstanden wurde. Zu viele Neutronen in einem Kern führen dazu, dass ein negatives Betateilchen emittiert wird, das eines der Neutronen in ein Proton umwandelt. Zu viele Protonen in einem Kern führen dazu, dass er ein Positron (positiv geladenes Elektron) emittiert und ein Proton in ein Neutron umwandelt. Zu viel Energie führt dazu, dass ein Kern einen Gammastrahl emittiert, der große Energie abwirft, ohne eines der Teilchen im Kern zu verändern. Zu viel Masse führt dazu, dass Anucleus ein Alphateilchen emittiert und vier schwere Teilchen (zwei Protonen und zwei Neutronen) abwirft.
Wie wird Radioaktivität gemessen?
Radioaktivität ist ein physikalisches, kein biologisches Phänomen.Einfach ausgedrückt kann die Radioaktivität einer Probe gemessen werden, indem gezählt wird, wieviele Atome pro Sekunde spontan zerfallen. Dies kann Mitinstrumenten erfolgen, die dazu bestimmt sind, die bestimmte Art von Strahlung zu detektieren, die mit jedem „Zerfall“ oder Zerfall emittiert wird. Die tatsächliche Anzahl der Desintegrationen persecond kann ziemlich groß sein. Wissenschaftler haben gemeinsame Einheiten vereinbartverwenden Sie als eine Form der Abkürzung. So ist ein Curie (abgekürzt „Ci“ und benannt nachpierre und Marie Curie, die Entdecker von Radium) ist einfach eine Abkürzung, um „37.000.000.000 Zerfälle pro Sekunde“ zu schreiben, die Rate der Desintegration, die in 1 Gramm Radium auftritt. Die modernere Internationale System ofMeasurements (SI) Einheit für die gleiche Art der Messung ist die Becquerel( abgekürzt „Bq“ und benannt nach Henri Becquerel, der Entdecker der Radioaktivität), die einfach eine Abkürzung für „1 Desintegration persecond.“
Was ist radioaktive Halbwertszeit?
Instabil zu sein, führt nicht dazu, dass ein Atomkern sofort Strahlung emittiert.Stattdessen ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Atom zerfällt, konstant, als ob instabile Kerne kontinuierlich an einer Art Lotterie teilnehmen, mit zufälligen Ziehungen, um zu entscheiden, welches Atom als nächstes Strahlung emittiert und in einen stabileren Zustand zerfällt. Die Zeit, die die Hälfte der Atome in einer gegebenen Masse benötigt, um „die Lotterie zu gewinnen“ – das heißt, Strahlung abzugeben und in einen stabileren Zustand zu wechseln – wird als Halbwertszeit bezeichnet. Halbwertszeiten variieren stark zwischen den Arten von Atomen, von weniger als einer Sekunde bis zu Milliarden von Jahren. Zum Beispiel wird es etwa 4,5 Milliarden Jahre dauern, bis sich die Hälfte der Atome in einer Masse von Uran 238 spontan auflöst, aber nur 24.000 Jahre, bis sich die Hälfte der Atome in einer Masse von Plutonium 239 spontan auflöst. Jod 131, häufig verwendet inMedizin, hat eine Halbwertszeit von nur acht Tagen.
Was ist eine radioaktive Zerfallskette?
Stabilität kann in einem einzigen Zerfall erreicht werden, oder ein Kern kann durch eine Reihe von Zuständen zerfallen, bevor er eine wirklich stabile Konfiguration erreicht, ein bisschen wie ein linkes Spielzeug, das eine Treppe hinuntersteigt. Jeder Zustand oder Schritt hat seine eigeneneinzigartige Eigenschaften der Halbwertszeit und der Art der Strahlung, die emittiert werden soll, wenn sie in den nächsten Zustand versetzt werden. Es wurden große wissenschaftliche Anstrengungen unternommen, um diese Zerfallsketten zu entschlüsseln, nicht nur um ein grundlegendes Verständnis der Natur zu erlangen, sondern auch um Atomwaffen und Kernreaktoren zu entwerfen. Der ungewöhnlich komplizierte Zerfall von Uran 238 zum Beispiel – der Hauptquelle der natürlichen Radioaktivität auf der Erde – verläuft wie folgt:
U-238 emittiert ein Alpha
Thorium 234 emittiert ein Beta
Protactinium 234 emittiert ein Beta
Uran 234 emittiert ein Alpha
Thorium 230 emittiert ein Alpha
Radium 226 emittiert ein Alpha
Radon 222 emittiert ein Alpha
Polonium 218 emittiert ein Alpha
Blei 214 emittiert ein Beta
Wismut 214 emittiert ein Beta
Polonium 214 emittiert ein Alpha
Blei 210 emittiert ein Beta
Wismut 210 emittiert ein Beta
Polonium 210 emittiert ein Alpha
Blei 206, das stabil ist
Wie kann Radioaktivität verursacht werden künstlich?
Radioaktivität kann sowohl natürlich als auch durch menschliches Eingreifen auftreten. Ein Beispiel für künstlich induzierte Radioaktivität ist die Neutronenaktivierung. Ein in einen Kern abgefeuertes Aneutron kann zur Kernspaltung (Spaltung von Atomen) führen. Das ist der Grundgedanke hinter der Atombombe. Neutronenaktivierung ist auch das zugrunde liegende Prinzip der Bor-Neutronen-Capture-Therapie für bestimmte Hirntumoren. Eine Lösung, die Bor enthält, wird in einen Patienten injiziert und vom Krebs stärker resorbiert als von anderen Zellen. Neutronen, die im Bereich des Hirntumors abgefeuert werden, werden von den Borkernen leicht absorbiert (eingefangen). Diese Kerne werden dann instabil und emittieren Strahlung, die die Krebszellen angreift.Einfach in seiner Grundphysik, war die Behandlung in der Praxis komplex und kontrovers und wird nach einem halben Jahrhundert immer noch als hochexperimentell angesehen.