Definition av radioaktivitet

Radioaktivitet är det spontana utsläppet av strålning i form av partiklar eller fotoner med hög energi som härrör från en kärnreaktion. Det är också känt som radioaktivt förfall, nukleärt förfall, nukleär sönderdelning eller radioaktiv sönderfall. Även om det finns många former av elektromagnetisk strålning, produceras de inte alltid genom radioaktivitet. Till exempel kan en glödlampa avge strålning i form av värme och ljus, men det är det inte radioaktiv. Ett ämne som innehåller instabila atomkärnor anses vara radioaktivt.

Radioaktivt förfall är en slumpmässig eller stokastisk process som sker på nivån av enskilda atomer. Även om det är omöjligt att förutsäga exakt när en enda instabil kärna kommer att förfalla, kan sönderfallshastigheten för en grupp atomer förutsägas baserat på sönderfallskonstanter eller halveringstider. EN halveringstid är den tid som krävs för att hälften av materialets prov ska genomgå radioaktivt förfall.

Key Takeaways: Definition av radioaktivitet

• Radioaktivitet är den process genom vilken en instabil atomkärna tappar energi genom att avge strålning.
• Medan radioaktivitet resulterar i frisläppning av strålning, produceras inte all strålning av radioaktivt material.
• SI-enheten för radioaktivitet är becquerel (Bq). Andra enheter inkluderar curie, grå och sievert.
• Alfa-, beta- och gammaförfall är tre vanliga processer genom vilka radioaktiva material tappar energi.

Enheter

Internationella systemet för enheter (SI) använder becquerel (Bq) som standardenhet för radioaktivitet. Enheten heter till hedern för upptäckten av radioaktivitet, franska forskare Henri Becquerel. En becquerel definieras som ett förfall eller sönderdelning per sekund.

Curien (Ci) är en annan vanlig enhet för radioaktivitet. Det definieras som 3,7 x 10¹⁰ sönderfall per sekund. En curie är lika med 3,7 x 10¹⁰ bequerels.

Ioniserande strålning uttrycks ofta i enheter av grått (Gy) eller sieverts (Sv). En grå är absorptionen av en joule strålningsenergi per kilo massa. Sivert är mängden strålning som är förknippad med en 5,5% förändring av cancer som så småningom utvecklas till följd av exponering.

Typer av radioaktivt förfall

De första tre typerna av radioaktivt sönderfall som upptäcktes var alfa-, beta- och gammaförfall. Dessa sätt att förfalla namngavs av deras förmåga att penetrera materien. Alfa-förfall penetrerar det kortaste avståndet, medan gamma-förfall penetrerar det största avståndet. Så småningom förklarades processerna involverade i alfa-, beta- och gamma-förfall bättre och ytterligare typer av förfall upptäcktes.

Nedbrytningslägen inkluderar (A är atommassa eller antal protoner plus neutroner, Z är atomantal eller antal protoner):

• Alfa-förfall: En alfapartikel (A = 4, Z = 2) släpps ut från kärnan, vilket resulterar i en dotterkärna (A -4, Z - 2).
• Protonemission: Moderkärnan avger en proton, vilket resulterar i en dotterkärna (A -1, Z - 1).
• Neutronemission: Förälderkärnan kastar ut en neutron, vilket resulterar i en dotterkärna (A - 1, Z).
• Spontan klyvning: En instabil kärna sönderdelas i två eller flera små kärnor.
• Beta minus (β^-) förfall: En kärna avger en elektron och en elektronantineutrino för att ge en dotter med A, Z + 1.
• Beta plus (β⁺) förfall: En kärna avger en positron och elektronneutrino för att ge en dotter med A, Z - 1.
• Elektroninsamling: En kärna fångar en elektron och avger en neutrino, vilket resulterar i en dotter som är instabil och upphetsad.
• Isomer övergång (IT): En upphetsad kärna släpper en gammastråle vilket resulterar i en dotter med samma atommassa och atomnummer (A, Z),

Gamma-förfall inträffar vanligtvis efter en annan form av förfall, såsom alfa- eller beta-förfall. När en kärna lämnas i ett upphetsat tillstånd kan det släppa en gammastrålfoton för att atomen ska återgå till ett lägre och mer stabilt energitillstånd.

källor

• L'Annunziata, Michael F. (2007). Radioaktivitet: Introduktion och historia. Amsterdam, Nederländerna: Elsevier Science. ISBN 9780080548883.
• Loveland, W .; Morrissey, D.; Seaborg, G.T. (2006). Modern kärnkemi. Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-11532-8.
• Martin, B.R. (2011). Kärn- och partikelfysik: en introduktion (2: a upplagan). John Wiley & Sons. ISBN 978-1-1199-6511-4.
• Soddy, Frederick (1913). "Radioelementen och den periodiska lagen." Chem. Nyheter. Nr. 107, sid. 97-99.
• Stabin, Michael G. (2007). Strålskydd och dosimetri: en introduktion till hälsofysik. Springer. doi: 10.1007 / 978-0-387-49983-3 ISBN 978-0-387-49982-6.