Meath radaighníomhach

Ón Vicipéid, an chiclipéid shaor.

Is é is meath radaighníomhach ann ná ceann de na próisis éagsúla a bhíonn ar siúl i núicléis na n-adamh radaighníomhach le núicléis níos cobhsaí a dhéanamh díobh. Nuair atá an núicléas radaighníomhach ag iompú ina núicléas níos cobhsaí, nó ag glacadh céime i dtreo na cobhsaíochta de réir an mheathshlabhra, astaítear cáithnín nó candam radaíochta de cheann de na cineálacha a bhfuil an radaíocht ianaitheach (an radaíocht radaighníomhach) comhdhéanta astu.

Comhartha rabhaidh na radaighníomhaíochta

Próiseas randamach is ea é an meath radaighníomhach go hiomlán. Is é sin, cé gur féidir an dóchúlacht a oibriú amach do mheath na núicléas, ní féidir a rá cá ham a thiocfaidh an meath ar an núicléas áirithe seo nó siúd. De ghnáth, áfach, bíonn na hadaimh radaighníomhacha chomh líonmhar i ngach eiseamal agus gur féidir linn a thuairimiú, de réir na staitisticí, cé chomh luath a thiocfaidh meath radaighníomhach ar gach dara núicléas san eiseamal. Leathré a thugtar ar an am seo.

Is í an bheicireil (Bq) aonad na radaighníomhaíochta i gCóras Idirnáisiúnta na nAonad (SI). Is ionann aon bheicireil amháin agus aon ócáid amháin den mheath radaighníomhach in aghaidh na soicinde. Tá an t-aonad seo i bhfad róbheag, áfach, le haghaidh na gnáthúsáide, agus is minicí a thomhaistear an radaighníomhaíocht ina gigibheicireilí (GBq) nó ina teiribheicireilí (TBq). Tá an t-aonad ainmnithe as Henri Becquerel, duine de cheannródaithe an taighde ar an radaighníomhaíocht.

Aonad eile a úsáidtear leis an radaighníomhaíocht a thomhas is ea í an chiúire. Tá an chiúire ainmnithe as Marie Curie. Is ionann aon chiúire amháin agus radaighníomhaíocht aon ghram amháin raidiam, nó 37 GBq.

Cineálacha éagsúla an mheatha radaighníomhaigh[athraigh | edit source]

Astú na núicléón[athraigh | edit source]

Sna cineálacha seo den mheath radaighníomhach, astaítear núicléóin - prótóin agus neodróin - as an núicléas.

An t-alfa-mheath[athraigh | edit source]

San alfa-mheath, astaíonn an núicléas alfa-cháithnín, arb ionann é agus núicléas an iseatóip is coitianta de chuid an héiliam. Is é sin, tá dhá neodrón agus dhá phrótón san alfa-cháithnín. Ní bhíonn mórán fuinnimh i gceist leis an alfa-mheath. Le fírinne, de réir na fisice clasaicí, ní fhéadfadh an t-alfa-cháithnín an núicléas a fhágáil ar aon nós, chomh híseal agus atá a fhuinneamh, agus an fórsa núicléach á choinneáil siar. Is gnách an fórsa núicléach seo a ghléiniú mar bhalla - balla poitéinsiúil a thugtar air - timpeall an núicléis, nach féidir leis an alfa-cháithnín dreapadh thairis. San fhisic chandamach, áfach, glactar leis go bhfuil saintréithe na toinne ag an alfa-cháithnín chomh maith le saintréithe an choirpín. Mar sin, tá muid i dteideal dearcadh ar an alfa-cháithnín mar thonn a thagann tríd an mballa poitéinsiúil de réir dóchúlachta áirithe. Seo an feiniméan ar a dtugtar tollánú - díreach mar a bheadh an t-alfa-cháithnín ag gearradh tolláin tríd an mballa poitéinsiúil.

Bíonn an t-alfa-mheath sách coitianta ag na núicléis throma, cosúil leis an úráiniam, agus sin é an fáth go mbíonn pócaí héiliam le fáil sna mianraí úráiniam. Ós rud é go bhfuil an alfa-radaíocht chomh bocht i bhfuinneamh, bíonn sí sách neamhurchóideach, a fhad is a fhanann foinse na radaíochta taobh amuigh den orgánach daonna. Taobh istigh de, áfach, tá na halfa-núiclídí an-dainséarach.

Astú an phrótóin[athraigh | edit source]

Ní bhíonn astú an phrótóin chomh coitianta agus an t-alfa-mheath. Is é is minicí a tharlaíonn sé i ndiaidh an bhéite-mheatha, agus an núicléas fágtha ar leibhéal ard fuinnimh i ndiaidh don bhéitea-chaithnín imeacht.

Astú an neodróin[athraigh | edit source]

Cineál neamhchoitianta eile den mheath radaighníomhach is ea é astú an neodróin, is é sin, aon neodrón amháin a bheith ag éalú ón núicléas. Ní bhíonn ach núiclídí saorga le farasbarr neodrón ag astú neodróin aonair mar sin.

Eamhnú spontáineach[athraigh | edit source]

San eamhnú spontáineach, scoilteann an núicléas as a stuaim féin, ionas go gcruthaítear dhá núicléas is lú ná é. Ní bhíonn an t-eamhnú seo coitianta ach ag dúile troma trasúránacha, cosúil leis an meindiléiviam, an láirinciam, agus an rudarfóirdiam. Scéal eile é an t-eamhnú sna himoibritheoirí núicléacha, nó is próiseas spreagtha é.

Cnuasmheath[athraigh | edit source]

Níl san alfa-mheath go bunúsach ach an cineál is coitianta den chnuasmheath. Is é is brí leis an gcnuasmheath ná go scarann núicléas beag ar leith ón núicléas mór. Ní hionann an cnuasmheath agus an t-eamhnú spontáineach, nó san eamhnú spontáineach, ní fios roimh ré an dá núicléas a chruthaítear dá thoradh. Sa chnuasmheath, is é an cáithnín céanna a astaítear gach uair. Cáithníní tipiciúla cnuasmheatha iad núicléis an charbóin (an gnáthiseatóp chomh maith leis an radacarbón 14-C) agus núicléas an neoin. Na hiseatóip a bhfuil claonadh iontu chun cnuasmheatha, bíonn na modhanna eile meatha i bhfad níos coitianta acu féin. Núiclídí troma a bhíonn iontu, iseatóip de chuid an úráiniam, an tóiriam nó an chiúiriam, mar shampla.

Béite-mheath[athraigh | edit source]

Tugtar béite-radaíocht ar an gcuid den radaíocht ianaitheach atá comhdhéanta as leictreoin agus as posatróin. Mar sin, is é an béite-mheath an cineál meath radaíghníomhach ina n-astaítear - nó ina ngabhtar - leictreoin agus posatróin.

Béite-mheath diúltach[athraigh | edit source]

Is é an rud a tharlaíonn anseo ná go n-iompaíonn ceann de na neodróin sa núicléas ina phrótón. Ní féidir, áfach, lucht leictreach deimhneach an phrótóin a chruthú as neamhní, agus mar sin, astaítear cáithnín a bhfuil lucht diúltach aige - leictreon - in éineacht le cáithnín beag ar a dtugtar frithneoidríonó. An radaíocht atá comhdhéanta as leictreoin den chineál seo, is gnách béite-radaíocht a thabhairt uirthi.

Béite-mheath deimhneach (astú an phosatróin)[athraigh | edit source]

Sa bhéite-mheath deimhneach, iompaíonn ceann de na prótóin ina neodrón, agus astaítear posatrón, arb é frithcháithnín an leictreoin é - is é sin, cáithnín a bhfuil a shaintréithe bun os cionn leis an leictreon cé go bhfuil sé cosúil leis ó thaobh na méide de. Tá lucht leictreach deimhneach ag an bposatrón, ar ndóigh. Sa teagmháil chéanna, astaítear neoidríonó freisin - frithcháithnín an fhrithneoidríonó a hastaíodh sa bhéite-mheath diúltach. Ní bhíonn an béite-mheath deimhneach róchoitianta ag iseatóip radaighníomhacha nádúrtha - le fírinne, is é 40-K, nó potáisiam-40, an t-aon núiclíd amháin den chineál seo atá ar fáil sa dúlra go nádúrtha. Iompaíonn an t-iseatóp seo den photáisiam go 40-Ar, nó argón-40, arb é an t-iseatóp is coitianta den argón. Iseatóp cobhsaí atá ann nach dtagann meath radaighníomhach ar bith air.

Leictreonghabháil, K-ghabháil[athraigh | edit source]

Tugtar béite-mheath inbhéartach ar an gcineál seo meatha fosta. Is é an rud atá i gceist ná go ngabhann an núicléas ceann de na leictreoin ina leictreon-néal féin - ós é an K-sceall, nó an leictreonsceall is cóngaraí don núicléas, is minicí a bhíonn i gceist, tugtar K-ghabháil ar an meath seo freisin - agus neodraíonn lucht diúltach an leictreoin seo ceann de na prótóin sa núicléas, ionas go n-iompaíonn sé ina neodrón. Cruthaítear neoidríonó sa chineál seo béite-mheatha freisin, chomh maith leis an ngnáth-bhéite-mheath. Fágann an leictreonghabháil an leictreon-néal i staid fhlosctha, nó caithfear an folúntas a líonadh a d'fhág an leictreon gafa ina dhiaidh, agus nuair a thiteann leictreon ó cheann de na scealla is faide thuas isteach san fholúntas sin, astaítear fuinneamh i bhfoirm radaíochta - is é sin, fótón a bhfuil a thonnfhad agus a mhinicíocht i raon na n-x-ghathanna. Uaireanta, fágann leictreon nó cupla ceann acu an t-adamh chomh maith faoi thionchar an fhuinnimh. Tugtar "leictreoin Auger" ar na leictreoin seo.

Béite-mheath dúbailte[athraigh | edit source]

Sa bhéite-mheath dúbailte, iompaíonn dhá neodrón ina bprótóin, agus an núicléas ag astú dhá leictreon. Tá an béite-mheath dúbailte an-neamhghnách mar phróiseas, ach is féidir deich núiclíd radaighníomhacha a aithint ar féidir leo meath den chineál seo teacht orthu. Núiclídí fadsaolacha iad ar fad, a bhfuil a leathré níos faide ná 1019 bliain (is é sin, 10,000,000,000,000,000,000 bliain, nó deich gcuintilliún bliain).

Leictreonghabháil dhúbailte[athraigh | edit source]

Mar a deir an t-ainm, is éard atá i gceist leis an gcineál meath seo ná go ngabhann an núicléas dhá leictreon ón sceall is cóngaraí, agus dhá phrótón á n-iompú ina neodróin. Próiseas an-annamh í an leictreonghabháil dhúbailte, agus cé go bhfuil 35 iseatóp radaighníomhach le fáil sa dúlra ar féidir dóibh, ó thaobh na teoirice de, leictreonghabháil dhúbailte a dhéanamh, is dóchúla dóibh meath radaighníomhach de chineál éigin eile teacht orthu. Is ar éigean a cuireadh sonrú in aon leictreonghabháil dhúbailte riamh faoi imthoscaí na saotharlainne.

Leictreonghabháil in éineacht le hastú an phosatróin[athraigh | edit source]

Mar a deir sé, gabhann an núicléas aon leictreon amháin, agus é ag astú aon phosatrón amháin, chomh maith le dhá neoidríonó. Is é is toradh don chineál seo meatha ná go mbainfear dhá aonad den uimhir adamhach.

Astú dhá phosatrón[athraigh | edit source]

Mar a deir sé, iompaíonn dhá phrótón ina neodróin, agus dhá phosatrón is dhá neoidríonó ag tréigean an núicléis. Bainfear dhá aonad den uimhir adamhach.

Trasdul nach n-athraíonn comhdhéanamh an núicléis[athraigh | edit source]

Ní athraíonn uimhir na bprótón ná na neodrón sa núicléas, ach tarlaíonn atheagrú taobh istigh den núicléas, agus fuinneamh á astú i bhfoirm gáma-radaíochta.

Gáma-mheath[athraigh | edit source]

Is é is cúis leis an ngáma-mheath ná an núicléas a bheith flosctha - is é sin, tá an iomarca fuinnimh sa núicléas, agus caithfear é a astú. Mar sin a chruthaítear candam radaíochta a bhfuil an-fhuinneamh ann. Tá tonnfhad an-bheag agus minicíocht an-ard ag an ngáma-radaíocht, agus is féidir léi dul trí mhiotal agus dochar mór a dhéanamh do na móilíní bithcheimiciúla.

Tiontú inmheánach[athraigh | edit source]

Sa tiontú inmheánach, aistríonn an núicléas flosctha a chuid fuinneamh breise chuig an leictreon, ionas go bhfágfaidh an leictreon an t-adamh. D'fhéadfá a rá go n-astaíonn an núicléas "gáma-gha fíorúil" a bhuailfidh an leictreon. Cosúil leis an ngáma-mheath, ní athraítear uimhir na neodrón ná na bprótón sa tiontú inmheánach.

Meathshlabhraí[athraigh | edit source]

An núiclíd a chruthaítear de thoradh an mheatha radaighníomhaigh, is minic a bhíonn sí féin radaighníomhach, agus claonadh inti iompú ina núiclíd nua arís. Ina lán cásanna, is féidir a rá go mbeidh slabhra de núiclídí éagsúla - meathshlabhra - ann, sula socróidh an núicléas síos ina núiclíd chobhsaí. Sampla maith is ea é meathshlabhra nádúrtha U-238, arb é an t-iseatóp is coitianta de chuid an úráiniam:

  • Astóidh an t-adamh úráiniam alfa-cháithnín le tóiriam (Th-234) a dhéanamh. Tá an meath seo an-mhall ag teacht i gcrann (leathré: 4,500,000,000 bliain).
  • Astóidh an tóiriam béite-cháithnín le prótachtainiam (Pa-234) a dhéanamh. Tá iseatóp seo an tóiriam 24 lá ar leathré.
  • Astóidh an prótachtainiam béite-cháithnín le hiseatóp nua úráiniam a dhéanamh, mar atá, U-234. Tá an prótachtainiam seo 1.2 nóiméad ar leathré.
  • Astóidh an t-úráiniam seo alfa-cháithnín le hiseatóp nua tóiriam a dhéanamh, Th-230. Tá an t-iseatóp seo úráiniam 240,000 bliain ar leathré.
  • Astóidh an tóiriam nua alfa-cháithnín le raidiam a dhéanamh, Ra-226, arb é an t-iseatóp is tábhachtaí de chuid an raidiam. Tá an tóiriam seo 77,000 bliain ar leathré.
  • Astóidh an raidiam alfa-cháithnín, agus gheobhaidh muid radón. Tá an raidiam 1,600 bliain ar leathré.
  • Tá an radón (Rn-222, an t-iseatóp is tábhachtaí de chuid an radóin) i bhfad níos éagobhsaí ná an raidiam, nó níl sé ach 3.8 lá ar leathré. Is dual don radón seo alfa-cháithnín a astú chomh maith, agus é ag iompú ina pholóiniam, iseatóp a 218.
  • Tá an polóiniam níos éagobhsaí fós (leathré: 3.1 nóiméad). Astóidh sé alfa-cháithnín agus é ag iompú ina luaidhe, iseatóp a 214. Cé go bhfuil ceithre iseatóp cobhsaí ag an luaidhe, níl Pb-214 orthu siúd.
  • Mar sin, astóidh an t-adamh luaidhe béite-cháithnín le hiompú ina adamh biosmait. Tá luaidhe a 214 seacht nóiméad fichead ar leathré.
  • Níl biosmat a 214 cobhsaí ach an oiread. Tá sé 20 nóiméad ar leathré. Astóidh sé béite-cháithnín le hiseatóp nua polóiniam a dhéanamh - Po-214.
  • Tá polóiniam a 214 níos éagobhsaí fós. Is dual dó bheith ag astú alfa-cháithníní. agus i ndiaidh 160 micrishoicind, beidh gach dara adamh polóiniam iompaithe ina n-adaimh luaidhe - Pb-210.
  • Níl an meathshlabhra críochnaithe go fóill, áfach. I gceann 22 bhliain eile, beidh leath na n-adamh luaidhe iompaithe ina n-adaimh biosmait - Bi-210. Ar ndóigh, is béite-mheath é seo.
  • Tá an slabhra ag druidim chun deiridh go mall. Tógfaidh sé cúig lá orainn leath na n-adamh biosmait a iompú ina n-adaimh polóiniam. Béite-mheath é seo, ar ndóigh, agus is é Po-210 a gheobhaidh muid.
  • Is é polóiniam a 210 an radanúiclíd dheireanach sa slabhra. Astóidh sé alfa-cháithnín (leathré: 140 lá) ionas go bhfaighfidh muid luaidhe a 206, nach bhfuil radaighníomhach a thuilleadh.