Radyoaktif denilen bazı cisimlerin kendiliklerinden bir parçalanma sonucu fotoğraf plaklarına etki eden, gazları iyonlaştırıp elektriğe karşı iletken kılan ve daha bazı olaylara sebep olan çeşitli radyasyonlar yayabilme özelliiğidir. Bir radyoaktif çekirdeğin kendiliğinden bir başka çekirdeğe değişmesi olayına dezentegrasyon , yapma olarak bir çekirdekten bir başka çekirdeğin elde edilmesi olayına da transmütasyon denir.

Fizikokimya bilimleri alanında modern keşiflerin en önemlisi radyoaktifliğin keşfi olmuştur. Zira bu keşif; bizzat bu olayın keşfi yanında, kimyasal element hakkındaki düşüncelerimizi de temelinden değiştirmiştir. Öte yandan, atomun yapısı hakkındaki şimdiki teorilerle izotopluk kavramını ve bazı atomların çekirdeklerinin büyük birer enerji kaynağı teşkil ettiklerini ve bunlardan ilk faydalanmayı hep bu keşke borçluyuz.

Radyoaktiflik, henri becquerel tarafından, 24 şubat 1896’da X ışınlarının keşfinden iki ay sonra keşfedilmiştir.

Bir crookes tüpünden husule gelen katod, pozitif ve röntgen ışınlarının özelliklerinden biri de, flüoresan maddelerin flüoresansına sebep olmalarıdır. İşte bu olayın incelenmesidir ki radyoaktifliğin keşfine yol açmıştır. İlk röntgen tüpleri antikatotsuzdu. X ışınlarının kaynağı katod ışınlarının gelip çarpmasıyla flüoresan kılınmış olan tüpün çeperinde bulunuyordu. O halde, Röntgen tüpünün camı gibi flüoresan olan, yani sebebi her ne olursa olsun bir dış etkiyle ışık verebilen başka cisimlerinde röntgen ışınlarını verip vermeyeceği haklı olarak sorulabilirdi. Şöhretli Fransız matematikçisi Henri Poicare, 20 Ocak 1896’da, Fransız Fen akademisine röntgen tarafından elde edilen bir klişe göstermiş ve fluoresan kılınmış bazı cisimlerin X ışınları verip vermediklerinin araştırmasının enteresan olacağı ifade etmiştir. Bunun üzerine bir çok fizikokimyacı durumu incelemeğe başlamıştır. Çinko sülfür, Kalsium sülfür üzerinde yapılan denemeler olumsuz sonuç vermiştir. H. Becquerel benzer denemeleri bazıları fluoresan olan uranyum tuzları üzerine yapmıştır. Siyah kağıda sarılı fotoğraf camının siyahladığını görmüştür. Becquerel, sonraki denemelerinde gözlenen olayın fluoresansa bağlı olmadığını, tuzun önceden aydınlatılmasına lüzum olmadığı gibi, urainumun fluoresan olan ve olmayan bütün tuzlarının aynı şekilde etkide bulunduklarını ve metalik uranyumun en fazla aktif olduğunu bulmuştur. Becquerel, daha sonra, tam karanlıkta bulundurulan Uranyum bileşkelerinin siyah kağıt arasından uzun fotoğraf plaklarına etkide bulunan bazı ışınlar yayınladık süre bulmuştur. Bu ışınlara uranik ışınlar denmiştir.

Bu ışınlar, Rötgen ve lenard ışınları gibi ince metalik levhalardan geçer ve gazları iyonlaştırırlar; olay, uranium dahil olduğu bileşiğe tabi değildir; şiddeti, uraniumun mutlak miktarıyla orantılı olup aydınlatma, ısıtma gibi dış etkilere de tabi değildir. O halde radyoaktiflik maddenin atomik bir özelliğinden ileri gelir. Bequerel’in keşfinden sonra başka cisimlerin de uranium gibi uranik ışınlar yayıp yaymadıkları araştırılmıştır. Fransa’da Pierre ve Marie Sklodowska Curie ve Almanya’da G. Schmidt tarafından aynı zamanda yapılan araştırmalar sayesinde thoruim tuzlarının da, uranium tuzları gibi uranik ışınlar verdiklerini bulmuşlar. Bu ışınlara Becquerel ışınlar da denmiştir. Becquerel yahut uranik ışınlar veren cisimlere radyoaktif cisim; bu ışınlar yardımıyla meydana konulan maddenin bu özelliğine radyoaktiflik denir. Bu özelliğe malik olan elementlere radyo element; radyo element; radyoaktiflik özelliği ile ilgili olaylar, metodlar ve araçları bir arada inceleyen bilim dalına da radyoaktivite adı verilmiştir.

Bu gün kırktan fazla doğal element bilinmektedir. Bunların çoğu periyodik sistemin son periyotlarında yer alan ağır elementlerdir. İleride görüleceği gibi, yapma olarak bir çok radyo element elde edilmiştir.

RADYOAKTİF MADDELERİN ÖZELLİKLERİ

Atom çekirdeklerinin bir dış etki olmaksızın kendiliklerinden ışıma yapmalarına ve bu tür ışıma yapan atomlara da radyoaktif atom adı verilir. Radyoaktif atomların çekirdekleri kararsızdır.

Atom çekirdeklerinin kararlığı nötron ve proton sayısına bağlıdır. He, C, N ve O gibi hafif atom çekirdeklerinde nötron sayısı, proton sayısına eşittir. Nötron sayısının proton sayısına oranı 1’dir. Bu çekirdekler karalıdır. Proton sayısı 20 40 Ca atomundan fazla olan atomlardan; nötron sayısı proton sayısına eşit olan kararlı atom çekirdeği yoktur. Bu atom çekirdeklerinde Coulomb itme kuvvetleri, çekirdeğin kararlılığının azalmasına sebep olur. Ağır elementlere doğu nötron sayısının proton sayısına oranı git gide artar.

Kararlı olan 80 200 Hg izotop atomunda n/p oranı 1,5’tur. N/p oranı 1,5’tan büyük olan çekirdeklerin kararlılıkları kaybolur, en son kararlı çekirdek 83 209 Bi’tur. 83 209 Bi’tan proton sayısı büyük olan atom çekirdekleri kararsızdır. Çekirdekleri kararsız olan atomlar radyoaktiftirler ve radyoaktif bozunmalar ile karalı hale ulaşmak isterler.

Etiketler:
Beğeniler: 0
Favoriler: 0
İzlenmeler: 407
favori
like
share
keskinkilic_68 Tarih: 11.12.2008 19:38
Netice itibariyle beta bozunmasına uğrayan elementin atom numarası 1 artar, kütle numarası ise değişmez.

Gama Işınları: Gama ışınları kısa dalga boylu elektromağnetik radyasyonlardır. Bir çekirdekte alfa yahut beta ışınları meydana geldikten sonra çoğu zaman çekirdek uyartılmış hale geçer. Uyartılmış haldeki çekirdeğin bir enerji aşırısı vardır. Uyartılmış çekirdek normal haline dönüşünde kaybettiği bu enerj, aşırısı çekirdekten bir taneciğin fırlatılması şeklinde olmazsa buna bir izomerik geçiş denir ve bu sırada gama radyasyonu yayınlanır.

Uyartılmışhalde uzun süre kalan çekirdek ile normal haldeki çekirdeğeler denir.Enerjileri yüksek olan gama ışınları birkaç santimetre kurşundan geçer. Öreneğin ThC” nün verdiği gama ışınlarının yarılanma kalınlığı yani radyasyonların şiddetinin yarıya düşmesi için lüzumlu kalınlık 1,5 cm kurşundur

Gama ışınları doğrudan doğruya iyonlaştırıcı değildirler, ama meydana getirdikleri elektronlarla bunu yaparlar. Gama ışınlarının etki gücü çok yüksektir. Beta ışınlarına göre 100 kat daha fazla nüfuz etme özelliğine sahiptirler. Gama ışınları birkaç santimetre kalınlığındaki kurşundan geçebilir.

Gama ışınlarını ancak kalın kurşun levhalar 2-3 metrelik beton bloklar durdurabilir. Gama ışınları yüksüz olduklarından elektrik ve manyetik alanda sapma göstermezler. Gama ışınları iyonlaştırıcı değillerdir.

Gama parçacıklarının kütlesi ve yükü sıfır kabul edilir. Dolayısıyla gama bozunmasına uğrayan bir elementin atom ve kütle numarası değişmez.

Gama ışınları çok yüksek enerjili, elektromanyetik dalgalardır. Genele olarak gama ışınları tek başına meydana gelmez. Bir takım radyoaktif bozunma veya çekirdek tepkimelerinin ardından meydana gelir. Örneğin alfa ve beta parçacıkları oluşturan bazı radyoaktif bozunma tepkimeleri sonucunda çekirdek enerjili halde kalır. Bu yüksek enerjili çekirdek gama ışını yayarak daha düşük enerjili çekirdeğe dönüşür.

Sekonder Beta Işınları: Bazı izomerik geçişlerde bazı uyartılmış çekirdekler gama ışınları vermezler, ama enerji aşırıları atomun çekirdek dışındaki ve çoğunlukla K tabakasından

elektron koparıp fırlatmaya harcanır. Buna iç dönüşüm denir. Çekirdek dışı elektronlar belli enerji seviyeli elektronlar olduğundan, bu sekonder beta ışınlarının enerjileride bellidir. Genellikle, izomerik geçiş enerjisinin ancak bir kısmı iç dönüşüm elektronları verir. Bir iç dönüşüm elektronun fırlatılmasından sonra boşalan yere üst tabakalardan elektron sıçraması sonucu ya enerji elektronun çıktığı ve geldiği seviyedeki enerji farkına eşit enerjili ve elementin karakteristiği olan X ışınları fotonu meydana gelir, ya da bu enerji üst tabakalardaki bir elektronun fırlatılmasına harcanır. Böylece ışımasız bir iç dönüşüm olur. Bu şekilde meydana gelen elektronlara auger elektronları denir. Bunların da enerjileri bellidir.

Yukarıdaki izahlardan anlaşılacağı üzere, beta ışınlarının dağılımı çok karışıktır. Kesiksiz bir enerji dağılımı gösteren primer beta ışınları yanında belli enerjili dönüşüm ve auger elektronları da bulunur.

Pozitron Işıması: Pozitron ışımasında çekirdekteki bir proton bir nötrona dönüşür. Bu esnada özellikleri elektrona benzeyen fakat pozitif yüklü bir tanecik oluşur. Bu taneciğin çekirdekten dışarı fırlatılması pozitron ışımasıdır. Pozitron parçacığı B + veya +1 e 0 şeklinde sembolize edilir. Pozitron ışıması yapan bir çekirdeğin atom numarası 1 azalır, kütle numarası ise değişmez.

RADYASYONUN GENETİK ETKİLERİ

Düşük seviyeli radyasyonun tek belirgin sağlıksal etkisi sonraki kuşaklarda görülen genetik sakatlıklara sebep olmasıdır. Genellikle genetik bozukluklar olarak adlandırılan bu sakatlıklar, renk körlüğünden, mongolizm gibi ciddi hastalıklara kadar çeşitlilik gösterir. Bazı kişiler, radyasyonun iki başlı çocukların doğmasına; insan altı ya da insan üstü canavarların ortaya çımasına neden olacağına inanırlar. Durum kesinlikle bu değildir; çünkü insanlık daima doğal radyasyona maruz kalmış olmasına karşın, hiçbir zaman bu tür vakalar görülmemiştir.

Bazı kişiler de radyasyon kaynaklı genetik etkilerin insan soyunu yok edeceğine inanırlar. Ancak bu da yanlıştır. Yani radyasyonun yol açacağı herhangi bir kötü özellik, sonuçta yok olacaktır. Nükleer endüstrinin genetik etkileri, ancak insanın doğal kaynaklardan aldığı radyasyondan sadece yüzde bir kadar daha fazla radyasyon etkilenimine yol açtığı hatırlandığında en iyi şekilde anlaşılabilir. Doğal radyasyonun da, normal olarak karşılaşılan genetik bozukların sadece %3’ünden sorumlu olduğu düşünülmektedir. Nükleer gücün genetik etkilerini anlamanın muhtemelen daha kolay bir yolu, geç yaşta çocuk sahibi olma durumudur. Geç annelik yaşının Down sendromu, Turner sendromu ve birkaç diğer kromozomal düzensizliğe yakalanma riskini artırdığı bilinirken, geç babalık yaşının da akondroplazia ve binlerce diğer otozomal, baskın hastalık riskini hızla artırdığı bilinmektedir. Sonuçlara, fareler üzerinde yapılan çalışmalar ile varılmış olması ilginçtir, çünkü insanlar üzerinde genetik bozukluğa yol açan, radyasyonla ilgili gerçek bir kanıt yoktur. Böyle bir kanıt bulabilmek için en iyi yol, atom bombasından sonra Japonya’da hayatta kalan insanları gözlemektir, ancak dikkatli olarak yapılan birkaç çalışmada, bu insanların ilk kuşak çocuklarında aşırı miktarda genetik bozukluk görülmemiştir.

Genetik bozukluğa sahip bir çocuğu olması riskini merak edebilir; bu gebelikten önce maruz kalınan her mrem radyasyon için 40 milyonda bir olasılıktır.

Hava kirliliğinin ve birçok kimyasal maddenin de genetik bozukluğa yol açtığını ifade etmek uygun olacaktır. Kükürt dioksit suda çözündüğünde ortaya çıkan bisülfatlar ve nitrojen oksitlerde elde edilen nitrosamin ve nitrus asiti de içeren 3500 kimyasal madde hakkında kesin olamayan bilgi mevcuttur. Kafein ve alkolün genetik bozukluklara yol açtığı bilinir. Bir çalışmaya göre 28.35 gram alkol, genetik etki bakımından 140 mrem’lik radyasyona eşittir. Bir fincan kahve de 2.4 mrem’lik doza eşittir. Genetik bozukluklara yol açan belki de en önemli insan etkinliği, erkeklerin pantolon giyme geleneğidir. Bu, cinsiyet hücrelerinin ısınmasına yol açar ve böylece kendiliğinden ortaya çıkan mutasyonların, yani genetik hastalıkların başlıca kaynağının olasılığını arttırır. Kaba taslak olarak yapılmış mevcut hesaplamalar, bir miliremlik radyasyonun genetik etkilerinin, beş saat pantolon giymekle aynı olduğunu göstermektedir.

Nükleer gücün genetik etkileri ile ilgili can sıkıcı bir nokta da, biz üretilen enerjinin karından yararlanırken, bedelini gelecek kuşakların ödeyeceği şeklindeki zihniyettir. Bununla birlikte, bu kuşağın ve teknolojisinin geleceği olumsuz yönde etkilediği daha başka ve çok daha önemli durumların varlığını da hatırlamalıyız. Nükleer sanayi ve onun sonraki kuşaklara yapacağı genetik etkiler konusunda yapılacak anlamlı bir değerlendirmede, gelecek kuşaklar için, onlarca milyar dolara, onbinlerce yıllık çabaya mal olmuş ucuz ve bol bulunur, sonsuz bir enerji kaynağı karşısında söz konusu olan birkaç genetik bozukluk vakası ile bunlarla mücadele etmek için bizden onlara kalacak ucuz ve etkin araçların karşılaştırılması, dengeyi sağlayacaktır.
keskinkilic_68 Tarih: 11.12.2008 19:30
Bu bilgiler ışığında bir atom çekirdeğinin radyoaktif özellik göstermesi için uyması gereken şartları şu şekilde sırayalabiliriz:

Çekirdekte bulunan nötron sayısının proton sayısına oranının 1,5’tan büyük olması,

Atom numarasının 83’ten büyük olması.

Bununla birlikte atom numaraları küçük olan bütün izotopların çekirdekleri kararlıdır.

Mesela, 6 proton ve 6 nötrona sahip olan 6 12 C izotopu karalı olmasına karşın 6 proton 8 nötrona sahip olan 6 14 C izotopu kararsız yani radyoaktiftir. Görüldüğü gibi, radyoaktiflik çekirdek yapısı ile yani çekirdekteki proton ve nötron sayıları ile diğer bir deyişle çekirdeğin cinsi ile ilgilidir.

Yapılan deneyler radyoaktif bir elementin bu özelliğini bileşiklerinde de gösterdiği ortaya koymuştur. Bir elementin radyoaktif özelliği o elementin kimyasal durumuna bağlı değildir. Sıcaklık ve basınç gibi dış etkiler de radyoaktif özelliği değiştirmez. Bunlara ek olarak radyoaktif özellik maddenin katı, sıvı veya gaz halinde bulunmasıyla da ilgili değildir.

Kurşundan bir kröze içinde bir miktar radyum koyup bir mağnetik alana tabi tutulursa radyasyonlar üç gruba ayrılır. Bir kısmı hafifçe sola sapar, pozitif yüklüdürler, bunlar iki elementer yüke malik olan helyum çekirdekleridir, bunlara alfa ışınları denir; bir kısmı fazlaca sağa sapar, negatif elektronlar olup bunlara beta ışınları denir; bir kısmı hiç sapmaz, bunlar çok kısa dalga boylu elektromağnetik dalgalar olup bunlara gama ışını denir.

Radyoaktif maddelerden yayılan alfa beta ve gama ışınları çeşitli olaylara sebep olurlar. Mesela; karı, sıvı ve gaz halindeki maddeleri iyonlaştırırlar. Cam, porselen, fayans gibi maddeler radyoaktif ışın temasında renklenirler. Renklenme ışınların yollarına karşılık gelen bölgede olur.

Radyoaktif ışınlar canlı hücrelerine etki ederler. Başta kanser olmak üzere birçok hastalığa sebep olurlar. Nesiller boyu kalıtsal bozukluklar meydana getirebilir. Şimdi bu bozunma türlerini sırasıyla inceleyelim.

Alfa Işınları: Alfa ışınları iki defa pozitif yüklü helium çekirdekleridir. Gerçekten alfa partiküllerinin spetik yükleri bu partikülleri veren radyoaktif cisim ne olursa olsun, daima hidrojeninkinin yarısına eşittir. Bu sonuç, ancak alfa taneciklerinin atom ağırlığının ikiye eşit olduğu yahut, Rutherford’un ilk anda ileriye sürdüğü gibi, bunların kütlesi 4 olan ve herbiri 2 e yüküne malik atomlardan ibaret olduğu şeklinde izah edilebilir. Ramsay 1904’te, Rutherford’un ileri görüşünün tamamiyle yerinde olduğunu genel olarak ispat etmiştir. Gayet ince çeperli fakat gazları geçirmeyen bir cam ampul içerisine radon konmuştur; bu ampul de daha büyük, havası, boşaltılmış ve iki elektrot ihtiva eden bir başka ampul içerisine alınmıştır.

Bir müddet sonra dış ampulde husule getirilen bie deşarjın helium spektrumunu verdiği görülmüştür. Deneme şartlarına göre, bu helium ancak ince kenarlı birinci ampulün çeperinden alfa partiküllerinden ileri gelebilirdi. Radonun bozunması şöyle olmuştur.

86 Rn 222 è 84 Ra 218 + 2 He 4

Böylece şüpheye mahal kalmaksızın alfa partiküllerinin helium çekirdeklerinden ibaret oldukları meydana konulmuştur.