Cum Funcționează Radiația Nucleară

{h1}

Radiația nucleară poate fi extrem de benefică sau extrem de dăunătoare - totul depinde de modul în care este utilizat. Aflați despre ce este vorba despre radiațiile nucleare.

-Radiațiile nucleare pot fi atât extrem de benefice, cât și extrem de periculoase. Depinde doar de modul în care îl folosești. Mașinile cu raze X, unele tipuri de echipamente de sterilizare și centrale nucleare folosesc toate radiațiile nucleare - dar la fel și armele nucleare. Materialele nucleare (adică s-ubicațiile care emit radiații nucleare) sunt destul de frecvente și și-au găsit drumul în vocabularele noastre normale în mai multe moduri diferite. Probabil ați auzit (și utilizat) mulți dintre următorii termeni:

  • Uraniu
  • Plutoniu
  • Razele alfa
  • Razele beta
  • Raze gamma
  • Razele X
  • Raze cosmice
  • radiație
  • Energie nucleara
  • Bombele nucleare
  • Deșeuri nucleare
  • Ploaie radioactivă
  • Fisiune nucleara
  • Bombele cu neutroni
  • Jumătate de viață
  • Gaz radon
  • Detectoare de fum ionizante
  • Întâlniri carbon-14

-Toți acești termeni sunt legați de faptul că toți au ceva de-a face cu elemente nucleare, fie naturale, fie artificiale. Dar ce este exact radiația? De ce este atât de periculos? În acest articol, vom analiza radiațiile nucleare pentru a putea înțelege exact ce este și cum îți afectează viața zilnic.

„Nuclearul” din „Radiația nucleară”

În această figură, particulele galbene sunt electroni orbitali, particulele albastre sunt neutroni, iar particulele roșii sunt protoni.

În această figură, particulele galbene sunt electroni orbitali, particulele albastre sunt neutroni, iar particulele roșii sunt protoni.

-L-e-t începe de la început și înțelege de unde vine cuvântul „nuclear” în „radiații nucleare”. Iată ceva cu care ar trebui să te simți deja confortabil: Totul este făcut din atomi. Atomii se leagă între ei molecule. Deci, o moleculă de apă este formată din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen legați împreună într-o singură unitate. Deoarece învățăm despre atomi și molecule în școala elementară, înțelegem și ne simțim confortabil cu ei. În natură, orice atom veți găsi unul dintre cele 92 de tipuri de atomi, cunoscute și sub numele de element. Așadar, fiecare substanță de pe Pământ - metal, materiale plastice, păr, îmbrăcăminte, frunze, sticlă - este alcătuită din combinații ale celor 92 de atomi care se găsesc în natură. Tabelul periodic al elementelor pe care le vedeți în clasa de chimie este o listă a elementelor găsite în natură, precum și o serie de elemente create de om.

În interiorul fiecărui atom sunt trei particule subatomice: protoni, neutroni și electroni. Protonii și neutronii se leagă pentru a forma nucleu a atomului, în timp ce electronii înconjoară și orbitează nucleul. Protonii și electronii au sarcini opuse și, prin urmare, se atrag unul pe celălalt (electronii sunt negativi și protonii sunt pozitivi, iar sarcinile opuse atrag), iar în majoritatea cazurilor numărul de electroni și protoni sunt identici pentru un atom (ceea ce face ca atomul să fie neutru în sarcină). Neutronii sunt neutri. Scopul lor în nucleu este de a lega protonii între ei. Deoarece protonii au aceeași încărcătură și se resping în mod firesc, neutronii acționează ca „lipici” pentru a ține protonii strâns împreună în nucleu.

Numărul de protoni din nucleu determină comportamentul unui atom. De exemplu, dacă combinați 13 protoni cu 14 neutroni pentru a crea un nucleu și apoi rotiți 13 electroni în jurul acelui nucleu, ceea ce aveți este un atom de aluminiu. Dacă grupați milioane de atomi de aluminiu împreună obțineți o substanță care este aluminiu - puteți forma cutii de aluminiu, folie de aluminiu și placă de aluminiu din ea. Tot aluminiu pe care îl găsiți în natură se numește aluminiu-27. „27” este numărul atomic de masă - suma numărului de neutroni și protoni din nucleu. Dacă iei un atom de aluminiu și îl pui într-o sticlă și revii peste câteva milioane de ani, va fi totuși un atom de aluminiu. Prin urmare, aluminiu-27 se numește a grajd atom. Până acum aproximativ 100 de ani, se credea că toți atomii sunt stabili ca acesta.

Mulți atomi au forme diferite. De exemplu, cuprul are două forme stabile: cupru-63 (care constituie aproximativ 70 la sută din tot cuprul natural) și cupru-65 (constituind aproximativ 30 la sută). Cele două forme sunt numite izotopi. Atomii ambilor izotopi de cupru au 29 de protoni, dar un atom de cupru-63 are 34 de neutroni în timp ce un atom de cupru-65 are 36 de neutroni. Ambii izotopi acționează și arată la fel, și ambele sunt stabile.

Partea care nu a fost înțeleasă până acum aproximativ 100 de ani este că anumite elemente au izotopi care sunt radioactiv. În unele elemente, toți izotopii sunt radioactivi. Hidrogenul este un bun exemplu de element cu mai mulți izotopi, dintre care unul radioactiv. Hidrogenul normal, sau hidrogen-1, are un proton și niciun neutron (pentru că în nucleu există un singur proton, nu este nevoie de efectele de legare ale neutronilor). Există un alt izotop, hidrogen-2 (cunoscut și sub numele de deuteriu), care are un proton și un neutron. Deuteriu este foarte rar în natură (constituind aproximativ 0,015 la sută din totalul hidrogenului) și, deși acționează ca hidrogenul-1 (de exemplu, puteți scoate apa din el) se dovedește că este suficient de diferit de hidrogen-1 în aceeași măsură. este toxic în concentrații mari. Izotopul de deuteriu al hidrogenului este stabil. Un al treilea izotop, hidrogen-3 (cunoscut și sub numele de tritiu), are un proton și doi neutroni. Se dovedește că acest izotop este instabil. Adică dacă aveți un recipient plin de tritiu și reveniți într-un milion de ani, veți constata că totul s-a transformat în heliu-3 (doi protoni, un neutron), care este stabil. Procesul prin care se transformă în heliu se numește degradare radioactivă.

Anumite elemente sunt în mod natural radioactive în toți izotopii lor. Uraniul este cel mai bun exemplu de astfel de element și este cel mai puternic element radioactiv. Există alte opt elemente în mod natural radioactive: poloniu, astatină, radon, franciu, radiu, actinium, toriu și protactinium. Toate celelalte elemente artificiale mai grele decât uraniul sunt de asemenea radioactive.

Degradare radioactivă

-Decăderea radioactivă este un proces natural. Un atom al unui izotop radioactiv va descompune în mod sporadic un alt element printr-unul din cele trei procese comune:

  • Cariile alfa
  • Beta degradare
  • Fisiunea spontană

În acest proces, patru tipuri diferite de raze radioactive sunt produse:

  • Razele alfa
  • Razele beta
  • Raze gamma
  • Razele neutronice

Americium-241, un element radioactiv cunoscut mai ales pentru utilizarea sa în detectoarele de fum, este un bun exemplu de element supus degradare alfa. Un atom din America-241 va arunca spontan un an particule alfa. O particulă alfa este formată din doi protoni și doi neutroni legați împreună, ceea ce este echivalentul unui nucleu de heliu-4. În procesul de emitere a particulei alfa, atomul americium-241 devine un atom de neptuniu-237. Particula alfa părăsește scena la o viteză mare - poate 10.000 de mile pe secundă (16.000 km / sec).

Dacă te-ai uita la un atom individual America-241, ar fi imposibil de prezis când va arunca o particulă alfa. Cu toate acestea, dacă aveți o colecție mare de atomi din America, rata de descompunere devine destul de previzibilă. Pentru americium-241, se știe că jumătate din atomi se descompun în 458 de ani. Prin urmare, 458 de ani este jumătate de viață din americium-241. Fiecare element radioactiv are o perioadă de înjumătățire diferită, de la fracțiuni de secundă la milioane de ani, în funcție de izotopul specific. De exemplu, americium-243 are un timp de înjumătățire de 7.370 de ani.

Tritiul (hidrogen-3) este un bun exemplu de element supus degradare beta. În degradare beta, un neutron din nucleu se transformă spontan într-un proton, un electron și o a treia particulă numită antineutrino. Nucleul evacuează electronul și antineutrinoa, în timp ce protonul rămâne în nucleu. Electronul evacuat este denumit a particule beta. Nucleul pierde un neutron și câștigă un proton. Prin urmare, un atom de hidrogen-3 în curs de degradare beta devine un atom de heliu-3. Dacă faceți clic pe butonul „Go” din figura de mai jos, puteți vedea schimbarea neutronilor.

Acest conținut nu este compatibil pe acest dispozitiv.

În fisiunea spontană, un atom se desparte de fapt în loc să arunce o particulă alfa sau beta. Cuvântul „fisiune” înseamnă „divizare”. Un atom greu precum fermium-256 suferă fisiune spontană aproximativ 97 la sută din timp când se descompune, iar în acest proces, devine doi atomi. De exemplu, un atom de fermiu-256 poate deveni un atom de xenon-140 și un atom de paladiu-112, iar în procesul acesta va scoate patru neutroni (cunoscuți sub numele de „neutroni prompte”, deoarece sunt expulzați în momentul fisiunii). Acești neutroni pot fi absorbiți de alți atomi și pot provoca reacții nucleare, cum ar fi descompunerea sau fisiunea, sau pot intra în coliziune cu alți atomi, cum ar fi bilele de biliard și pot provoca emisiile de raze gamma.

Radiația neutronică poate fi folosită pentru ca atomii nonradioactivi să devină radioactivi; aceasta are aplicații practice în medicina nucleară. Radiația neutronică este realizată și din reactoare nucleare din centralele electrice și navele cu energie nucleară și în acceleratoarele de particule, dispozitive utilizate pentru studiul fizicii subatomice.

În multe cazuri, un nucleu care a suferit o degradare alfa, cariile beta sau fisiunea spontană va fi puternic energic și, prin urmare, instabil. Își va elimina energia suplimentară sub forma unui impuls electromagnetic cunoscut sub numele de raze gamma. Razele gamma sunt ca razele X prin faptul că pătrund în materie, dar sunt mai energice decât razele X. Razele gamma sunt formate din energie, nu se mișcă particule precum particule alfa și beta.

În timp ce este vorba de diverse raze, există și ele raze cosmice bombardând Pământul în orice moment. Razele cosmice provin din soare și, de asemenea, din lucruri precum stelele care explodează. Majoritatea razelor cosmice (poate 85%) sunt protoni care călătoresc aproape de viteza luminii, în timp ce, probabil, 12% sunt particule alfa care călătoresc foarte repede. Apropo, viteza particulelor este cea care le oferă capacitatea lor de a pătrunde în materie. Când lovesc atmosfera, se ciocnesc cu atomii din atmosferă în diverse moduri pentru a forma raze cosmice secundare care au mai puțină energie. Aceste raze cosmice secundare se ciocnesc apoi de alte lucruri de pe Pământ, inclusiv de oameni. Ne lovim cu raze cosmice secundare tot timpul, dar nu suntem răniți, deoarece aceste raze secundare au o energie mai mică decât razele cosmice primare. Razele cosmice primare reprezintă un pericol pentru astronauți în spațiul exterior.

Un pericol „natural”

-Althghgh sunt „naturale” în sensul că atomii radioactivi se descompun natural și elementele radioactive sunt o parte a naturii, toate emisiile radioactive sunt periculoase pentru viețuitoare. Particule alfa, particule beta, neutroni, raze gamma și raze cosmice sunt cunoscute sub numele de radiații ionizante, ceea ce înseamnă că atunci când aceste raze interacționează cu un atom, pot elimina un electron orbital. Pierderea unui electron poate cauza probleme, inclusiv de la moartea celulelor la mutații genetice (care duc la cancer), în orice ființă vie.

Deoarece particulele alfa sunt mari, ele nu pot pătrunde foarte departe în materie. Nu pot pătrunde, de exemplu, o foaie de hârtie, așa că atunci când se află în afara corpului nu au niciun efect asupra oamenilor. Dacă mănânci sau inhalezi atomi care emit particule alfa, cu toate acestea, particulele alfa pot provoca destul de multe pagube în interiorul corpului tău.

Particulele beta penetrează un pic mai adânc, dar din nou sunt periculoase doar dacă sunt consumate sau inhalate; particulele beta pot fi oprite de o foaie de folie de aluminiu sau Plexiglas. Razele gamma, precum razele X, sunt oprite de plumb.

Neutronii, deoarece lipsesc încărcarea, pătrund foarte adânc și sunt opriți cel mai bine de straturi extrem de groase de beton sau lichide precum apa sau combustibilul. Razele gamma și neutronii, deoarece sunt atât de pătrunzători, pot avea efecte severe asupra celulelor oamenilor și a altor animale. Este posibil să fi auzit la un moment dat despre un dispozitiv nuclear numit a bomba cu neutroni. Întreaga idee a acestei bombe este de a optimiza producția de neutroni și raze gamma, astfel încât bomba să aibă efectul maxim asupra viețuitoarelor.

Așa cum am văzut, radioactivitatea este „naturală” și cu toții conținem lucruri precum carbonul radioactiv 14. Există, de asemenea, o serie de elemente nucleare create de om, care sunt dăunătoare. Radiația nucleară are beneficii puternice, cum ar fi energia nucleară pentru a genera electricitate și medicamente nucleare pentru detectarea și tratarea bolilor, precum și pericole semnificative.

Pentru mai multe informații, consultați linkurile de pe pagina următoare.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Adolescenții Sunt Mai Susceptibili Să Încerce Droguri Ilegale Vara
Adolescenții Sunt Mai Susceptibili Să Încerce Droguri Ilegale Vara

Sentimentul Gutului: Bacteriile Din Interiorul Dvs. Pot Modifica Chimia Creierului
Sentimentul Gutului: Bacteriile Din Interiorul Dvs. Pot Modifica Chimia Creierului

Copiii Jertfiti Au Avut Inimile Lor Sfâșiate Peste 550 De Ani
Copiii Jertfiti Au Avut Inimile Lor Sfâșiate Peste 550 De Ani

Toată Acea Lovitură De Cap Lasă O Amprentă Pe Creierele Picătoarelor?
Toată Acea Lovitură De Cap Lasă O Amprentă Pe Creierele Picătoarelor?

Există Un Sistem Închis De Închisori Cia?
Există Un Sistem Închis De Închisori Cia?


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com