Radyoaktivite: Revizyonlar arasındaki fark
| [kontrol edilmiş revizyon] | [kontrol edilmiş revizyon] |
İçerik silindi İçerik eklendi
İnterviki bağlantıları çıkarıldı |
k . |
||
1. satır:
[[Dosya:CNO Cycle-TR.svg|thumb|250px|Diagram of the CNO Cycle - CNO çemberi diyagramı.]]
'''Radyoaktivite (Radyoaktiflik / Işınetkinlik)''' , [[atom çekirdeği]]nin, [[parçacık fiziği|tanecikler]] veya [[elektromanyetik]] ışımalar yayarak kendiliğinden parçalanmasıdır, bir [[enerji]] türüdür. [[Çekirdek tepkimesi]] sırasında ortaya çıkar. İnsan vücudunun da, birçok nesnenin de içinden geçebilir. Yalnızca toprağın, kayaların ve özellikle [[kurşun]]un içinden rahatça geçemez. [[Radyasyon]] yayan nesneler, [[radyoaktif]] olarak adlandırılır.
Çevremizde her zaman için bir miktar radyasyon bulunur, fakat radyasyonun fazlası insan sağlığını tehdit ettiği gibi, daha ileri safhalarda ölüme yol açabilir.
Doğal radyasyon [[uranyum]] gibi bazı kimyasal elementler ile uzay boşluğundaki [[yıldız]]lar ve bazı nesneler tarafından üretilir. Bazı nesneler bir saniyeden çok daha az süreyle radyoaktif kalabilirler, bazıları ise binlerce yıl radyoaktif özelliğini koruyabilir.
Radyasyon özel makineler sayesinde de üretilebilir, bu makinelere [[Siklotron]] (ivme makinesi), [[doğrusal hızlandırıcı]] veya [[parçacık hızlandırıcı]] adı verilir. Bazı bilim insanları bu makineleri üzerinde çalışabilecekleri radyasyonu üretebilmek için kullanırlar. [[Röntgen]] cihazları az miktarda üretilen ([[X ışınları]]) sayesinde insan vucudunun iç kısımlarının görüntülenmesini sağlar.
[[Nükleer silah]]lar ([[atom bomba]]ları), yapıları tahrip etmek ve insanları öldürmek amacıyla çok hızlı bir şekilde çok yüksek miktarda radyasyon ortaya çıkarırlar. Bu konuda en büyük ve insanlığın hafızasına kazınmış en acı deneyim, [[Amerikalılar|Amerikan]] ordusunun [[II. Dünya Savaşı]]’nın sonunda ([[1945]]) [[Hiroşima]] ve [[Nagazaki]]’ye attığı bombalardır. Öte yandan nükleer silahlar, II. Dünya Savaşı’ndan seksenli yılların sonuna kadar [[Amerika Birleşik Devletleri]] ve [[Sovyet Sosyalist Cumhuriyetler Birliği|Sovyetler Birliği]] başta olmak üzere, [[kapitalist]] ve [[sosyalist]] bloklar arasında meydana gelen [[Soğuk Savaş]]’ın temelini oluşturmuştur. Uzun yıllar boyunca devam eden karşılıklı nükleer tehditler, insanlık için korkutucu bir deneyim meydana getirmiştir.
[[Nükleer reaktör]]ler elektrik üretmek için kullanılmaktadırlar. Bunlar da çok miktarda radyasyon meydana çıkarırlar, bu nedenle radyasyonun reaktörden dışarı sızmasını önleyecek şekilde dikkatlice inşa edilirler. Fakat birçok insan, reaktörlerde bir sorun oluşması durumunda radyasyonun çevreye yayılabileceğinden ve insanlara ve diğer canlılara zarar verebileceğinden endişe duymaktadır. [[26 Nisan]] [[1986]]’da [[Ukrayna]]’nın [[Çernobil]] şehrinde meydana gelen ve [[kanserojen]] etkileri [[Sovyet Sosyalist Cumhuriyetler Birliği|Sovyetler Birliği]], [[Avrupa]] ülkeleri ve [[Türkiye]]’yi de içine alan geniş bir alanda bugün dahi hissedilen büyük felaket, bu korkunun başlıca temelidir. Öte yandan, nükleer reaktörlerin parçaları ve atıkları büyük sorun oluşturmaktadır. Kimi parçalar, yüzlerce, hatta binlerce yıl boyunca radyoaktif kalabilmekte ve çevreye zarar verebilmektedir. Bu nedenle, bunların güvenli bir şekilde nasıl saklanması gerektiğine ilişkin tartışmalar, günümüzde bile canlılığından bir şey kaybetmiş değildir.
== Tarih ==
Bu olayı ilk kez [[1 Mart]] [[1896]] yılında Fransız fizikçi [[Henri Becquerel]] [[uranyum]] üzerinde ortaya çıkarmıştır. Becquerel, buluşunu 1898 yılına kadar Becquerel ışınları olarak adlandırmış, daha sonra ise bu buluşuna, radyoaktivite ismini vermiştir.
== Özellikleri ==
Doğada kendiliğinden [[radyoaktif]] olan bazı elementler vardır, bunlar dört grupta ele alınır:
* '''Radyum grubu:''' Bu grup [[uranyum]] 238 ile başlar ve art arda parçalanmalarla kararlı [[kurşun]] 206'ya dönüşür.
* '''Aktinyum serisi:''' Bu seri [[uranyum]] 235 ile başlar ve [[kurşun]] 207'ye dönüşerek biter.
* '''Toryum serisi:''' Adını aldığı [[toryum]] 232 ile başlar ve [[kurşun]] 208 ile son bulur.
* '''Neptünyum serisi:''' [[Neptünyum]] 237 ile başlayıp, [[bizmut]] 209 ile biter.
== Radyoaktifliğin tipleri ==
<!--[[Dosya:Radioactive decay chains diagram-tr.svg|thumb|400px|Radyoaktif bozunum diyagramı]]-->
[[Dosya:Radioactive decay chains diagram-tr.svg|thumb|400px|Çeşitli izotopların, [[alfa ışınımı|alfa]] ve [[beta ışınımı]] yoluyla radyoaktif bozunuma uğrayarak farklı atomların [[izotop]]larına dönüşürken geçirdikleri safhaları gösteren [[radyum]], [[aktinyum]], [[toryum]] ve [[neptünyum]] zincirleri]]
Bu serilerde radyoaktifliğin çeşitli tipleri ile karşılaşılır:
* '''α (Alfa) ışıması''': İki [[Nötron]] ve iki [[proton]]dan meydana gelen, +2 yüklü bir Helyum çekirdeği yaymaktır. Bu ışıma sonucunda, proton ve nötron sayıları 2'şer birim azalır. Bu tanecikler +2 yüklü oldukları için elektromanyetik çekime de yakalanırlar. Bu ışımaların durdurulması çok kolaydır. Örneğin bir kâğıt yaprak bile yeterli olur.
* '''β (Beta) ışıması''': [[Pozitron]] veya [[elektron]] yayımıdır. Pozitron, elektronun antimaddesidir ve elektron yayımlamanın tam tersi olarak gerçekleşir. Beta ışımaları alfa taneciklerine göre daha hızlıdır. Durdurulmaları daha zordur. Yüklü oldukları için manyetik alanda sapma gösterirler.
1 nötron; 1 protona dönüşürken 1 elektron ve 1 antielektron nütrinosu fırlatır. Buna Beta ışıması denir.Proton sayısı 1 artar. Nötron sayısı 1 azalır. Kütle numarası değişmez.
1 proton; 1 nötrona dönüşürken 1 pozitron ve 1 elektron nütrionusu fırlatır. Buna Pozitron ışıması denir. Proton sayısı 1 azalırken, nötron sayısı 1 artar. Kütle numarası değişmez.
* '''γ (Gamma) ışıması''': Bir çekirdeği uyarılmış bir halden, daha az uyarılmış veya kararlı hale getiren bir foton yayımıdır. Foton olduğu için ışık hızında ilerler. Kuvvetli nüfuz eder. Durdurulması çok güçtür. Yüksüz olduğu için manyetik alanda sapma göstermez. Foton olduğu için bir etkin kütlesi vardır ve bu kütle sayesinde kütle çekimine yakalanır.
Radyoaktif dönüşümler az veya çok hızlı olurlar. Göz önüne alınan element çekirdeğin yarısının parçalanması için gerekli süreye [[Periyot|Periyot (radyoaktiflik)]] veya yarılanma süresi denir. Çekirdeğin yapısı, en önemli unsurdur. Bir saniyenin milyarda birinin binde biri ( 10-12 ) kadar süren periyotlar olduğu gibi 1017 yıla ulaşan periyotlar olduğu bilinmektedir. Nükleer tepkimelerde, doğada bulunmayan radyoaktif çekirdekler elde edilebilir. Bu olaya suni radyoaktiflik denir.
== Yapay Çekirdek Reaksiyonları ==
Çekirdeği kararsız, radyoaktif bir atomun hiçbir dış etkiye bağlı kalmaksızın, kendiliğinden ışımalar yaparak başka çekirdeklere dönüşmesi olayına '''doğal radyoaktiflik''' denir.
Doğal radyoaktif çekirdek tepkimeleri;
* '''X ===> Y + (ışıma)'''
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) ===
'''[[Fisyon]]''', kütle numarası çok büyük bir atom çekirdeğinin parçalanarak kütle numarası küçük iki çekirdeğe dönüşmesi olayıdır. Fisyon reaksiyonlarında radyoaktif elementler kullanılır ve tepkimeler için bir ilk enerjiye ([[aktiflenme enerjisi]]) ihtiyaç vardır. [[Reaksiyon]] sonucunda kararsız çekirdekler ve [[nötron]] oluşur. Oluşan nötronların her biri yeni bir [[uranyum]] [[atom]]u ile tepkimeye girer. Bu esnada açığa çıkan nötronlar ortamdan uzaklaştırılmazsa tepkime zincirleme olarak devam eder.
=== Füzyon (Kaynaşma) ===
Nükleer füzyon, [[nükleer]] [[kaynaşma]] ya da kısaca [[füzyon]]; iki hafif elementin [[nükleer]] [[reaksiyon]]lar sonucu birleşerek daha ağır bir [[element]] oluşturmasıdır. Çekirdek tepkimesi olarak da bilinen bu tepkimenin sonucunda çok büyük miktarda [[enerji]] açığa çıkar. Bu işlemle oluşturulabilecek en ağır [[element]] [[demir]]dir.
== Radyoaktifliğe Etki Eden faktörler ==
Bir maddenin radyoaktifliğine etki eden en önemli faktör, maddenin atomlarının çekirdekleri ile ilgilidir. Nötron proton dengesizliği radyoaktiviteye neden olur.
Bunun dışında sıcaklık da radyoaktiviteye etkiler. Sıcaklık arttıkça radyoaktif bozunma hızı azalır. Bunu veren formül de şu şekildedir ;
<math>\lambda' = \frac{\lambda}{ \frac{\frac{3}{2}kT}{mc^2} +1}</math>
Bu ifadede;
[[Lambda]] , bozunma hızını<br />
k , [[Boltzmann sabiti]]ni<br />
T , [[sıcaklık|sıcaklığı]]<br />
m , [[kütle]]yi<br />
c , [[ışık hızı]]nı temsil eder.
Buna göre , maddenin sıcaklığı arttıkça bozunma hızı azalır. Ancak bu formülle ilgili bir ayrıntı vardır. Formülün payda kısmındaki <math>{ \frac{\frac{3}{2}kT}{mc^2} +1}</math> ifadesi açılırsa ; paydada kalan ifadede , sıcaklığın bağlı olduğu <math>{\frac{3}{2}kT}</math> değerinin , <math>{mc^2}</math> ifadesi yanında hesaplamaya değer bir seviyeye ulaşabilmesi için sıcaklık çok fazla olmalıdır. Oda sıcaklığında maddenin kinetik enerjisi 0,05 eV kadarken , ancak 11.000°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 13,600,000°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.<ref>http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=255053</ref><ref>http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/phy00/phy00543.htm</ref>
== Radyoaktifliğin uygulamaları ==
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:
* [[Kimya]]da 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 [[Tarım]]daki 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.
* [[Tıp|Tıbbi]] uygulamalar: Yok edilmesi zor olan [[kanser]] ve [[tümör]] tedavisinde metot haline gelmiştir; bu amaçla [[Röntgen ışınları|X ışınları]] uzun süredir kullanılıyor.
* [[Metalurji]]deki uygulamalar: Radyoaktiviteden çeliğin katılaşmasını, metalürjik tepkimelerin kinetiğini vb. incelemekte yararlanılır. Bu yolla metallerin yayılması kolayca izlenir.
* [[Tarih]], [[Arkeoloji]] ve [[Jeoloji]]de uygulamalar: Ahşap eşyanın veya kumaşların yapıldığı tarih, [[karbon 14 metodu]]yla kesin olarak bulunur. Bu usul eski medeniyetlerin incelenmesinde çok yararlıdır.
== Kaynaklar ==
{{Kaynakça}}
{{Radyasyon}}
{{Portal|Enerji}}
[[Kategori:Üstel fonksiyonlar]]
[[Kategori:Radyoaktivite|*]]
| |||