Alfa, beta, gama ışınları: Neredeyse, ultra-yüksek teknoloji aletleriyle (ve umarım sıcak bir eğilimle) Dünya'ya yeni gelen, uzaydan gelen uzaylılar hakkında eski tarz bir sinema filminin sloganı gibi geliyor. Gerçekte, bu çok uzak değil. Alfa, beta ve gama radyasyonunun tümü fizik dünyasındaki gerçek varlıklardır ve yönetebildiğiniz zaman kaçınmaya değerdir.
Muhtemelen farklı türdeki atomların, moleküller oluşturmak için kimyasal bağ süreci yoluyla bir araya gelebileceğini biliyorsunuzdur. Örneğin, iki hidrojen atomu (periyodik element tablosundaki H) ve bir oksijen atomu (O), bir su molekülü (H) oluşturmak üzere birleşebilir.2Ö). Bu molekül, O-H bağlarından biri kırılarak H+ ve OH– iyonlarına parçalanabilir.
Kimyasal bağlarda, farklı atomların elektronları etkileşir, ancak çekirdekleri (çekirdeğin çoğulu) bozulmadan kalır. Bunun nedeni, protonları ve nötronları bir arada tutan kuvvetin, atomlar arasındaki kimyasal bağın altında yatan elektrostatik kuvvetlere kıyasla son derece güçlü olmasıdır.
Bununla birlikte, atom çekirdeği, elementin ne olduğuna bağlı olarak, genellikle kendiliğinden ve sıklıkla inanılmaz derecede düşük bir oranda bozunur. Bu radyoaktivite, bu makalenin ilk cümlesinde tanıtılan üç temel aromada gelir: Alfa beta ve gama radyasyonu, olarak da adlandırılır Alfa beta ve gama parçacıkları (teknik olarak, son kertede hariç).
Atomlar ve Atom Çekirdeği
Atom, bir zamanlar, bilgili insanlar tarafından bile biraz aceleci bir şekilde "bölünemez en küçük şey" olarak tanımlanıyordu. Bu tanım bazı açılardan doğrudur: Herhangi bir tek elementi veya tek bir indirgenemez bileşenden oluşan maddeyi alın ve atom o maddenin en küçük bütün birimidir. 2020 yılı itibariyle periyodik tabloda 92'si doğal olarak meydana gelen 118 element bulunmaktadır.
Atomlar, bir veya daha fazla protonu ve hidrojen (en küçük element) dışında en az bir nötronu olan bir çekirdekten oluşur. Ayrıca belirli enerji seviyelerinde çekirdekten belirli bir uzaklıkta bulunan bir veya daha fazla elektrona sahiptirler.
Protonlar pozitif yüklü ve elektronlar negatif yüklüdür ve her birinde yükün büyüklüğü aynıdır. Temel durumdaki bir atom elektronlarla aynı sayıda protona sahip olduğundan, atomlar elektriksel olarak nötr iyonize olmadıkça (yani elektron sayıları değişir).
Bir atomun proton numarası, periyodik tablodaki atom numarasıdır ve elementin kimliğini (adını) belirler. Bazı atomlar mutlu bir şekilde var olmaya devam ederken nötron kazanabilir veya kaybedebilir, ancak bir çekirdek bir proton kaybeder veya kazanırsa bunun yerine oyunun kurallarını değiştiriyor, çünkü artık element her ne ise yepyeni bir isme ve birlikte gidecek yeni niteliklere sahip. o.
Nükleer Fizikte Radyasyon Nedir?
Protonları ve nötronları bir arada tutan kuvvete boşuna güçlü nükleer kuvvet denir. Atomların çekirdekleri, bir bakıma, tüm maddenin merkezinde oturuyor olarak kabul edilebilir, bu yüzden onların uç noktaları istikrar, örgütlenmede yaygın olan ve en az bir mütevazi üzerinde yaşamı sürdürebilen bir evrende mantıklıdır. gezegen.
Ancak çekirdekler tam olarak kararlı değildir ve zamanla bozunarak parçacıklar ve enerji yayarlar. Radyoaktif bozunmaya uğrayan her element veya daha spesifik olarak izotop İncelenen elementin, herhangi bir çekirdek hakkında hiçbir bilgi sunmadan zaman içinde kaç tane çekirdeğin bozunacağını tahmin etmek için kullanılabilen kendi karakteristik yarı ömrü vardır. Dolayısıyla bir riske benzer, esasen bir olasılık istatistiğidir.
Bir radyoaktif türün yarı ömrü, bir numunedeki kararsız çekirdeklerin yarısının farklı bir forma bozunması için geçen süredir. Bu sayı, karbon-14 için yaklaşık 5.730 yıl olmasına rağmen (insan uygarlıklarında olmasa da jeolojik zamanda bir an) milyarlarca yıla kadar çıkabilir.
Alfa Parçacıkları
Çeşitli radyoaktif bozunma türleri, Yunan alfabesinin ilk üç harfine verilmiştir. Böylece alfa radyasyonu genellikle bu harfin küçük harfli bir versiyonu olan α ile temsil edilen bir parçacık yayar. Bununla birlikte, "α-radyasyonu" yazmak alışılmadık olurdu.
Bu tür bir parçacık, bir helyum (He) atomunun çekirdeğine eşdeğerdir. Helyum, periyodik tablodaki ikinci elementtir ve 4.00 atom kütlesi ile iki protonu ve iki nötronu vardır. Tüm atom ayrıca iki protonun yükünü dengeleyen iki elektrona sahiptir, ancak bunlar bir alfa parçacığının parçası değil, sadece çekirdektir.
Bu parçacıklar, diğer radyasyon türlerine göre kütlelidir; örneğin beta parçacığı yaklaşık 7.000 kat daha küçüktür. Bu, yüzeyde özellikle tehlikeli görünebilir, ancak aslında tam tersi doğrudur: α-parçacıklarının boyutu, cilt gibi biyolojik engeller de dahil olmak üzere birçok şeye nüfuz ettikleri anlamına gelir. kötü.
Beta Parçacıkları
Beta parçacıkları (β-parçacıkları) aslında sadece elektronlardır, ancak keşifleri elektronların bu şekilde resmi olarak tanımlanmasından önce geldiği için isimlerini korurlar. Bir atom bir beta parçacığı yayarsa, aynı zamanda elektron antinötrino adı verilen başka bir atom altı parçacık da yayar. Bu parçacık, parçacık emisyonunun momentumunu ve enerjisini paylaşır, ancak neredeyse hiç kütlesi yoktur (bir elektronla karşılaştırıldığında bile, kendisi sadece yaklaşık 9,1 × 10–31 kg kütle).
Alfa parçacıklarından çok daha küçük olan beta parçacıkları, çok daha büyük olan meslektaşlarından daha derine nüfuz edebilir.
Başka bir beta parçacığı türü, pozitronçekirdekteki nötronların bozunması sonucu oluşur. Bu parçacıklar elektronlarla aynı kütleye sahiptir, ancak zıt yüke sahiptir (dolayısıyla isimleri).
Gama ışınları
Gama ışınlarıveya γ-ışınları, radyoaktivitenin insanlar için en tehlikeli sonucunu temsil eder. Kütlesizdirler çünkü parçacık değildirler. "Işınlar" aslında ışık hızında (c veya 3 × 10 olarak gösterilir) hareket eden genel elektromanyetik radyasyon (EM radyasyonu) teriminin kısaltmasıdır.8 m/s) ve ürünleri c olan çeşitli frekans ve dalga boyu değerleri kombinasyonlarında gelir.
Gama ışınları çok kısa dalga boylarına ve dolayısıyla çok yüksek enerjiye sahiptir. X ışınlarının çekirdeğin dışından kaynaklanması dışında X ışınlarına benzerler. Genellikle insan vücudundan hiçbir şeye dokunmadan geçerler, ancak çok nüfuz ettikleri için durmalarını sağlamak için iki inç kalınlığında bir kurşun kalkan gerekir.
İyonize Radyasyonun Fiziksel Tehlikeleri
Alfa parçacıkları, radyasyon olarak sınıflandırılan herhangi bir şey için geçerli olduğu ölçüde güvenle göz ardı edilebilir. Havada sadece 10 ila 17 cm arasında seyahat edebilirler ve çarparken enerjileri kaybolur. karşılaştıkları herhangi bir maddenin proton ve nötronlarını, nüfuz etmelerini engeller. Daha ileri.
Beta parçacıklarından kaynaklanan hasarın çoğu, onları yutmaktan veya yutmaktan kaynaklanır. (Bu, alfa parçacıkları için de geçerli olabilir.) Bu tür radyasyonun başlıca zararı radyoaktif madde içmek veya yemektir, ancak cilde uzun süre maruz kalmak yanıklara neden olabilir.
Gama ışınları cisimlerin içinden hiçbir şeye çarpmadan geçebilir, ancak bunu gerçekten yapacaklarına dair bir garanti yoktur ve havada bir mil kadar seyahat edebilirler. Uzun mesafelere seyahat etmenin yanı sıra pratik olarak her şeye nüfuz edebildikleri için, tüm vücut sistemlerine zarar vermeleri ve canlı sistemlerin bulunduğu ortamlarda bulunmaları dikkatli olmalıdır. izlendi.
