Radyoaktiflik

RADYOAKTİFLİK

Radyoaktiflik:

Kendiliğinden ışıma yapabilen maddeler radyoaktif maddelerdir .Radyoaktiflik çekirdek yapısıyla ilişkilidir. Radyoaktif bir atom hangi bileşiğin yapısına girerse , o bileşiği radyoaktif yapar.


Radyoaktif maddeler kuvvetli birer enerji kaynağıdır . Radyoaktif elementler bu enerjiyi kendiliklerinden yayınlarlar ve bu olayı hiçbir şekilde durdurmak mümkün değildir.


Atomun çekirdeğinde bulunan temel tanecikler proton ve nötron olup bunlara nükleon adı verilir.


Nükleon = proton & nötron


Radyoaktiflik özelliği ; elementlerin katı , sıvı gaz ya da bileşik halinde olması etkilemez .



Atomun kütlesi çekirdek deki proton ve nötronların kütleleri toplamına eşit olması gerekirken daha küçüktür , bu arada ki kütle farkı ;



E=m . c 2 şeklinde enerjiye dönüşür .

Bu enerjiye bağlanma enerjisi denir. Bir atomda nükleon başına düşen bağlanma enerjisi ne kadar büyükse , atom o kadar kararlı yapıda olur.

Bu enerji çekirdekteki nükleonları bir arada tutan enerjidir.


Atom çekirdeğinde kararlılık ya da kararsızlık , proton- nötron sayıları arasındaki ilişki şöyle genellenebilir:


Atom numarası 1-20 arasındaki atomların çekirdeklerinde proton sayısı = nötron sayısıdır.

Atom numarası 20-83 arasındaki çekirdeklerde nötron sayısı proton sayısından fazladır.

Atom numarası 83’ ten büyük olan elementlerin çekirdekleri kararsız olup radyoaktiftir.

Atom numarası ve nötron sayısı çift olan atomların , atom numarası ve nötron sayısı tek olan atomlara göre , daha çok sayıda kararlı izotopu vardır.

En kararlı çekirdekler , hem nötron hem de proton sayıları çift olanlardır. 0-8-20-28-50-82 proton veya nötron sayısına sahip çekirdekler özellikle kararlıdır. Bu sayılara sihirli sayılar denir.





Radyoaktif Bozunmalar:

Atoma dıştan herhangi bir etki olmadan , kendiliğinden bozunarak daha küçük parçalara ayrılması ve bu ayrılma sırasında ışıma yapmasına radyoaktiflik , bu tür ışıma yapan elementlere de radyoaktif atom denir.


Radyoaktif , Şubat 1896’da Henri Becquerel ( Henri Bekerel ) tarafından , potasyum uranil sülfatın yaydığı ışınların bazı maddelerden geçip fotoğraf plağını karartmasıyla keşfedildi.


Radyoaktif elementlerin bileşiklerinde de radyoaktif özelliği aynen görülür. Bu yüzden radyoaktif kimyasal veya fiziksel etkilere ve değişmelere bağlı bir özellik değildir. Sadece çekirdek yapısına bağlı ve çekirdekte olan bir değişmedir.


Radyoaktif elementler , radyoaktif ışımalar ile kendiliğinden başka kararlı elementlere dönüşür. Atom çekirdeklerinin kararlığı nötron ve proton sayısıyla ilgilidir. Doğada bulunan atomların nötron sayıları , proton sayılarına göre grafiğe geçirildiğinde aşağıdaki grafik elde edilir.





Grafik kararlılık kuşağının dışındaki çekirdekler kararsızdır. Bu elementler radyoaktiftir. Genel olarak n/p < 1,5 olan çekirdekler kararlı ya da az kararlı , n/p > 1,5 olan çekirdekler kararsızdır.

Kararsız çekirdek yapısına sahip olan elementler ,kararlı bir çekirdek yapısına ulaşmak için alfa( ) , beta

( ) ,pozitron ( ) bozunması ve elektron yakalaması şeklinde bozunmaya uğrayarak ışıma yapar. Bu

elementlere ışıma yapan anlamında radyoaktif element denir.





Atom çekirdeklerinde nükleon ( temel tanecik) başına düşen bağlanma enerjisi o çekirdeğin kararlılığının ölçüsüdür. Atom çekirdeklerinde tanecik sayısı arttıkça bağlanma enerjisi azalır. Çekirdek kararsızlığı arttıkça radyoaktif olma özelliği artar.


Atomlardaki çekirdek olayları kimyasal olaylardan farklıdır. Radyoaktivite ve çekirdek olayları ile ilgili aşağıdaki sonuçlar çıkarılabilir:


Radyoaktiflik , dış etkenlere bağlı değildir. Bir atomun radyoaktifliği sıcaklık , basınç , çözünme , kimyasal tepkimeye girme gibi olaylarla değişmez.

Bir atom radyoaktif ise , o atomun oluşturduğu bileşikler de radyoaktiftir. Kimyasal olaylar radyoaktifliği değiştirmez.

Radyoaktif olaylarda açığa çıkan ya da gereken enerji kimyasal olaylara göre çok fazladır.

Radyoaktif atomlar kararlı çekirdeğe dönüşebilmek için çeşitli ışımalar ( Radyoaktif bozunma) yaparlar.

Bozunma Çeşitleri :

1-Alfa ( ) Bozunması

Atom numarası 83’ ten büyük olan elementler , kararlı bir çekirdek yapısına ulaşmak üzere , atom ve kütle numaralarını azaltarak n/p oranını bire yaklaştırmak isterler. Bunun için alfa bozunmasına uğrayarak

He çekirdeğinden ibaret alfa tanecikleri yayınlamaları gerekir. Bu olaya alfa bozunması denir. Kısaca , atomun yapısından bazı parçaların atılmasıdır.


Bir alfa ışıması yapan elementin atom numarası 2 , kütle numarası 4 azalır.



Örnek1.1 : X izotopu 3 alfa ışıması yaparsa , oluşan elementin atom ve kütle numarası ne olur ?