Radyoaktivite

[aligazian]

Radyoaktivite (Radyoaktiflik / Işınetkinlik) bir enerji türü. Çekirdek tepkimesi sırasında ortaya çıkar. İnsan vücudunun olduğu gibi, birçok nesnenin de içinden geçebilir. Yalnızca toprağın, kayaların ve özellikle kurşunun 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 yıldızlar 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 adamları bu makineleri üzerinde çalışabilecekleri radyasyonu üretebilmek için kullanırlar. Röntgen cihazları az miktarda üretilen (X ışınları) sayesinde insan vucudunun iç kısımlarının görüntülenmesini sağlar.

Nükleer silahlar (atom bombaları), 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, Amerikan ordusunun İkinci Dünya Savaşı’nın sonunda (1945) Hiroşima ve Nagazaki’ye attığı bombalardır. Öte yandan nükleer silahlar, İkinci Dünya Savaşı’ndan seksenli yılların sonuna kadar Amerika Birleşik Devletleri ve 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 reaktörler 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 zazar verebileceğinden endişe duymaktadır. 16 Nisan 1986’da Ukrayna’nın Çernobil şehrinde meydana gelen ve kanserojen etkileri Sovyetler Birliği ile Türkiye’nin Karadeniz kıyılarında bugün de 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 bugün bile devam eden tartışmalar vardır.

Özellikleri [değiştir]Radyoaktiflik: Bir atom çekirdeğinin, tanecikler veya elektromanyetik ışımalar yayarak kendiliğinden parçalanması. Bu olayı ilk kez 1896 yılında Henri Becquerel uranyum üzerinde ortaya çıkardı. Doğada kendiliğinden radyoaktif olan bazı elementler vardır, bunlar dört grupta toplanır:

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 [değiştir]Bu serilerde radyoaktifliğin çeşitli tipleri ile karşılaşılır:

α (Alfa) radyoaktiflik: İki Nötron ve iki protondan meydana gelen bir Helyum çekirdeği yaymaktır. Bu radyoaktiflikte çekirdeğin yükü, iki birim oranında eksilir.
β (Beta) radyoaktiflik: Bir pozitif ve negatif elektron yayımıdır. Bu radyoaktiflikte, elektron eksi yüklü ise çekirdek yükü bir birim artar, artı yüklü ise bir birim azalır.
γ (Gamma) radyoaktiflik: Bir çekirdeği uyarılmış bir halden, daha az uyarılmış veya kararlı hale getiren elektromanyetik bir ışınım kuvantumunun yayımıdır. Radyoaktif dönüşünler az veya çok hızlı olurlar. Göz önüne alınan element çekirdeğin yarısının parçalanması için gerekli süreye Periyot (radyoaktiflik) denir. Dış etkenlerin hiç birine bağlı değilmiş gibi görünen bu periyot çekirdekten çekirdeğe çok değişir. 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 Tepkimeleri [değiştir]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) [değiştir]Büyük atom çekirdeklerinin nötronlarla bombardıman edilerek daha küçük atom çekirdeklerine dönüştürülmesine fisyon denir.

Atom ağırlığı büyük olan kararsız çekirdekler kendiliğinden parçalanarak kararlı çekirdeklere dönüşebilirler.Bu olaya doğal fisyondenir.


Füzyon(Kaynaşma) [değiştir]Küçük atom çekirdeklerinin kaynaşması ile daha büyük ve kararlı çekirdekler haline geçmesine füzyon denir.

Füzyon tepkimesinde açığa çıkan enerji, fisyon tepkimesinde açığa çıkan enerjiden daha büyüktür.

Radyoaktifliğin uygulamaları [değiştir]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:

Kimyada 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 Tarımdaki 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.
Tıbbi uygulamalar: yok edilmesi kanser ve tümör tedavisinde metot haline gelmiştir; bu amaçla X ışınları uzun süredir kullanılıyor.
Metalurjideki uygulamalar: Radyoaktiviteden çeliğin katılaşmasını, metalürjik tepkimelerin kinetiğini vb. incelemekte yararlanılır. Bu yolla metallerin yayılması kolayca izlenir.
Tarih, Arkeoloji ve Jeolojide uygulamalar: Ahşap eşyanın veya kumaşların yapıldığı tarih, karbon 14 metoduyla kesin olarak bulunur. Bu usul eski medeniyetlerin incelenmesinde çok yararlıdır.