RADYOAKTİVİTE

[cellat0640]

Kimyasal tepkimeler moleküller üzerinde meydana gelir iken; Radyoaktif tepkimeler atom içerisinde meydana gelir.
ÇEKİRDEK KİMYASI: Çekirdeğinde proton/nötron=1 yada yaklaşık 1 olan atomlar kararlı olup ışıma yapmazlar. Çekirdekleri kararsız olan atomlar çeşitli ışımalar yaparak daha kararlı atomlara dönüşürler. Bu olaya radyoaktifklik denir. Atom numarası 83 e kadar olan atomların çekirdekleri kararlı olup doğal ışıma yapmazlar. Protonla nötronu bir arada tutan kuvvete bağlanma enerjisi denir. Protonla nötron bir birinden ayrıldığında E=mc2 formülüne göre kütle enerjiye dönüşür. Çekirdek tepkimelerinde açığa çıkan enerji kimyasal tepkimelerde açığa çıkan enerjiden çok fazladır. En az enerji hal değişimlerinde açığa çıkar. Radyoaktifliğin etkisi geçen süreyle doğru uzaklığın karesiyle ters orantılıdır. Bir element radyoaktifse bileşikleri de radyoaktif özellik gösterir. Bir elementin radyoaktiflik şiddeti dış etkilerden bağımsızdır. Sıcaklığı artırmak, basınç uygulamak, elementin çözeltisini hazırlamak, hal değişimine uğratmak yada bileşiğini oluşturmak radyoaktifliğin şiddetini değiştirmez.

Çekirdekteki belirli tanecikler proton , nötron , pozitron, mezon… gibi ışımalar olur. Radyoaktif olaylarda taneciklerin yük ve kütleleri aşağıdaki gibidir.
ÇEKİRDEK TEPKİMELERİ: Çekirdek tepkimelerinde giren ve çıkan maddelerin toplam olarak atom ve kütle numaraları birbirine eşittir. Bu bakımdan çekirdek tepkimeleri denkleştirilirken, giren ve çıkan maddelerin yük ve kütle numaralarının birbirine eşitliği sağlanmalıdır.

FİZYON (BÖLÜNME) TEPKİMELERİ: Kararsız büyük çekirdeklerin kararlı küçük çekirdeklere bölünmesi olayıdır.

FÜZYON (KAYNAŞMA) TEPKİMELERİ : Kararsız küçük çekirdeklerin birleşerek kararlı büyük çekirdekler oluşturmasıdır.
TABİİ VE SUNİ RADYOAKTİFLİK : Atom numarası 83 den büyük olan tüm elementler radyoaktiftirler. Bu elementler kendi kendilerine ışıma yaparlar. Bu olaya doğal radyoaktiflik denir. Doğal radyoaktiflikte ışımalar ürünler tarafında gösterilirler sadece elektron yakalama girenler tarafında gösterilir.
Bu doğal radyoaktif elementlerin dışında, bazı kararlı elementlerin çekirdeklerine yeni tanecikler eklenerek elementler kararsız hale getirilebilir ve oluşan element radyoaktif özellik gösterebilir. Bu olaya suni radyoaktiflik denir .

RADYOAKTİF BOZUNMA HIZI VE YARILANMA SÜRESİ: Bir radyoaktif elementin bozunma hızı, birim zamanda o elementin başka elemente dönüşen atom sayısıyla doğru orantılıdır. Radyoaktif elementlerin bozunma hızı, yarılanma süresiyle beliritlir.

YARILANMA SÜRESİ: Bir radyoaktif elementin başlangıçtaki miktarının yarısı kalıncaya kadar ki geçen süreye yarılanma süresi yada yarı ömür denir. Yarılanma süresi saniyeler olabileceği gibi milyonlarca yıl da olabilir. Yarılanma süresi kısa olan elementler daha kararsızdırlar. Her element için yarılanma süresi farklı olup ayırt edici özellik olarak kullanılabilir. İzotop atomların dahi yarılanma süreleri birbirinden farklıdır. Yarı ömür madde miktarına yada dış etkilere bağlı değildir. Sadece atomun cinsine bağlıdır.

Radyoaktiflik Nedir?: Bazı elementler dışarıdan müdahale olmadığı halde gözle görünemeyen bir ışınım yaparlar, bu tür elementlere “radyoaktif element” ışınım yayma olayına ise “radyoaktiflik” (doğal radyoaktiflik) denir. Nötron ve proton sayıları birbirine eşit olmayan elementlere karasız elementler denir, kararsız elementler kararlı hale geçebilmek için ışınım yaparlar ve bu yüzden radyoaktiftirler, ayrıca atom numarası 83'den büyük olan tüm elementler radyoaktiftir.

Karalı bir atom çekirdeği üzerine alfa, proton ve nötron gibi ışınlar gönderilirse atom kararsız hale gelir. Bu olaya “yapay radyoaktiflik” denir.

Radyoaktif Işımalar:
Dört çeşit radyoaktif ışıma vardır,
1. Alfa Işıması: Alfa ışıması bir atomun 2 proton ve 2 nötron fırlatması olayıdır. Alfa taneciği +2 yüklü dir. Alfa ışıması yapan bir atomun atom numarası 2, kütle numarası 4 azalır.
2. Beta Işıması: Beta ışıması atom çekirdeğindeki bir nötronun protona dönüşmesi sırasında oluşan elektronun fırlatılması olayıdır. Beta ışıması yapan atomun atom numarası 1 artar kütle numarası değişmez.
3. Gama Işıması: Yüksek enerjili haldeki bir atom gama ışıması yaparak düşük enerjili hale geçer. yüksüz bir tanecik olan gama ışıması yapan atomun atom ve kütle numarası değişmez.
4. Pozitron Işıması: Çekirdekteki bir protonun bir nötrona dönüşmesi sırasında oluşan 1 pozitronun fırlatılması olayıdır. Pozitron tüm özellikler olarak nötrona benzeyen fakat yükü + olan bir taneciktir. Pozitron ışıması yapan atomun atom numarası 1 azalır, kütle numarası değişmez.

Diğer radyoaktif olaylar aşağıdaki gibidir.
Proton Atılması: Atom çekirdeğindeki 1 protonun dışarı atması olayıdır. Proton atılması olayından sonra atom ve kütle numarası 1 azalır.
Nötron Atılması: Atom çekirdeğindeki 1 nötronun dışarı atılması olayıdır. Nötron atılması olayından sonra atom numarası değişmez, kütle numarası 1azalır.

Elektron Yakalama: Atomun en düşük enerji düzeyine (K tabakası) sahip 1 elektronun, çekirdek tarafından yakalanması olayına elektron yakalama denir. Yakalanan elektron çekirdekteki bir protonla birleşerek 1 nötron oluşturur. Elektron yakalama olayından sonra atom numarası 1 azalır, kütle numarası değişmez. Yakalanan elektronun boşalttığı yere daha yüksek enerji düzeyine sahip olan bir elektron geçer ve bu elektron yüksek enerjili düzeyden düşük enerjili düzeye geçerken K radyasyonlu X ışını yayılmasına neden olur.

Yarılanma Süresif: Radyoaktif bir elementin atomlarının başka bir elemente yada kendi izotopuna dönüşmesi sonucunda, atom sayısının başlangıçtakinin yarısına düşmesi için geçen süreye yarılanma süresi denir. Her radyoaktif element için yarılanma süresi farklı ve sabittir, dış etkilere bağlı olarak değişmez. Bu nedenle yarılanma süresi radyoaktif elementler için ayırt edici bir özelliktir.