Radyoaktif Bozunma ve Çeşitleri Nelerdir? Radyoaktif Bozunma Nasıl Oluşur?

Radyoaktif bozunma nedir, çeşitleri nelerdir? Radyoaktif bozunma kanunu, Alfa, beta ve gamma bozunması açıklaması, örnekleri, hakkında bilgi.

Radyoaktif Bozunma:

Çekirdekte bulunan nötronların protonlara oranı (N/Z), periyodik cetvelin sonunda bulunan atomlarda artar. Bu oranın artması atom çekirdeklerinin kararsızlığını belirler. En ağır kararlı çekirdek

$\displaystyle \left( _{_{83}}^{207}Bi \right)$ dir.

$\displaystyle \left( _{_{83}}^{207}Bi \right)$ den daha ağır
çekirdekler kararsız çekirdekler olarak adlandırılır.

Kararsız olan bu çekirdekler, kararlı hale gelebilmek için kendiliğinden alfa (α) ve beta (β) yüklü parçacıkları ile gamma (γ) ışını yayarak bozunurlar. Bu olaya doğal radyoaktivite denir.

Kararlı çekirdeklerde, dışardan başka parçacıklarla uyarılarak yapay radyoaktif çekirdekler yapılabilir.

►Radyoaktif bozunmada madde bir bütün olarak değişme göstermez, yalnız maddenin atom çekirdekleri başka çekirdeklere dönüşür.

►Radyoaktiflik; basınç, sıcaklık ve magnetik alan gibi dış etkenlerden etkilenmeyen bağımsız bir olaydır.

►Radyoaktif bozunmalar istatistik yasalarına uyar. Bu yüzden bir radyoaktif atomun ne zaman bozunacağını söylemek zordur.

Radyoaktif bozunma kanunu:

Bir radyoaktif madde içinde (t) anında (N) tane atomun bulunduğunu düşünelim. Bir radyoaktif izotopun birim zamanda bozunan atom sayısına bu atomun aktivitesi denir.

Birim zamanda bozunan atom sayısı (t) anında mevcut olan atom sayısı (N) ile orantılıdır.

$\displaystyle \frac{dN}{dt}=-\lambda .N$

λ= Bozunma sabiti

(-) işareti atom sayısının zamanla azaldığını belirtir.

Bir radyoaktif maddede t = 0 anında mevcut atom sayısı No t anında henüz bozunmamış atom sayısı N ise

$\displaystyle N={{N}_{0}}.{{e}^{-\lambda .t}}$

bağıntısı vardır.

Yarı Ömür: (T1/2) Herhangi bir radyoaktif elementin başlangıçtaki atomların yarısının bozunması için geçen süredir.

$\displaystyle {{T}_{1/2}}=\frac{\ln 2}{\lambda }=\frac{0,693}{\lambda }$

eşitliği ile bulunur.

Ortalama Ömür: (T) Radyoaktif madde içindeki atomlar aynı zamanda bozunmaya uğramazlar. Bu nedenle atomların ömürleri birbirinden farklı olacaktır.

Radyoaktif bir atomun tamamen aktifliğini kaybetmesi için geçen süreye ortalama ömür denir.

$\displaystyle \overline{T}=\frac{1}{\lambda }$ eşitliği ile bulunur.

Radyoaktif Bozunma Çeşitleri

A) Alfa Bozunması:

Eğer bir $\displaystyle _{Z}^{A}X$ çekirdeği $\displaystyle _{Z-2}^{A-4}Y$ ürün çekirdeği ve $\displaystyle _{2}^{4}He$ parçacığını oluşturacak şekilde parçalanıyorsa bu bozunmaya Alfa bozunması denir.

$\displaystyle _{Z}^{A}X\to _{Z-2}^{A-4}Y+_{2}^{4}He\left( \alpha \right)$

4 MeV – 9 MeV arasındaki enerjilerde çekçek (a) taneciği yayımlanır.

B) Beta Bozunması:

►En hafif çekirdekten başlayıp en ağırına kadar görülür.
►Beta bozunmasına uğrayan çekirdeklerin 1/3’ü yalnız beta ışını yayınlar. 2/3’ü beta ile birlikte gamma ışıması yapar.
►Beta bozunum enerjisi, alfa bozunum enerjisinden düşüktür.
►Beta bozunmasında, çekirdek kütlesi sabit kalır. Buna karşılık elektrik yükü bir birim değişir.
►Beta bozunmasında Z proton sayısı N nötron sayısı zıt yönde birer birim değişir, proton sayısının değişmesi atomun kimyasal özelliğini değiştirir. Yani bir element komşusu olan elemente dönüşür.

$\displaystyle _{Z}^{A}X\to _{Z+1}^{A}Y+_{-1}^{0}e\left( {{\beta }^{-}} \right)$ Elektron salınması

$\displaystyle _{Z}^{A}X\to _{Z-1}^{A}Y+_{+1}^{0}e\left( {{\beta }^{+}} \right)$ Pozitron salınması

$\displaystyle _{Z}^{A}X\to _{-1}^{0}e\to _{Z-1}^{A}Y$ Elektron yakalanması

c) Gamma Bozunması:

Radyoaktif bozunma şekillerinin en basitidir. Radyoaktif elementlerin alfa ve beta bozunmaları sırasında gamma ışıması olur.

►Gamma bozunması bir elektromagnetik enerji boşalmasıdır.
►Uyarılmış bir çekirdeğin temel duruma geçmesi sırasında yayımlanır.
►Gamma ışmmasında çekirdeğin kütlesinde ve elektriksel yükünde bir değişme olmaz.