Meath radaighníomhach

An timthriall carbóin-nítrigine-ocsaigine (Timthriall CNO)

Comhartha rabhaidh na radaighníomhaíochta

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.

Nuair a scoiltear (eamhnaítear) núicléis éagobhsaí le dhá núicléas a dhéanamh (go spontáineach de ghnáth), nó nuair a bhíonn núicléas den chineál sin ag astú alfacháithníní, béite-cháithníní nó gámaradaíocht, tugtar radaighníomhaíocht ar an bpróiseas seo.

In eiseamal d'ábhar radaighníomhach, de réir mar a thagann meath ar na núicléis ann, téann an radaighníomhaíocht i laghad de réir a chéile. An fad a thógann sé go laghdaíonn an radaighníomhaíocht go leath a bunluacha, tugtar leathré an ábhair air.

Próiseas

Físeánː miniu i mBéarla

Próiseas randamach is ea 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 an tsoicind. 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.

Turgnamhː grán rósta radaighníomhaíoch ǃ

Aonad eile a úsáidtear leis an radaighníomhaíocht a thomhas is ea 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

Astú na núicléón

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

An t-alfa-mheath

An t-alfa-mheath

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 dhealramh le balla - 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.

An béite-mheath

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.

Na cineálacha éagsúla den mheath radaighníomhach

Astú an phrótóin

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

Astú an neodróin

Cineál neamhchoitianta eile den mheath radaighníomhach is ea 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

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 rutarfoirdiam. Scéal eile é an t-eamhnú sna himoibreoirí núicléacha, nó is próiseas spreagtha é.

Cnuasmheath

doimhneacht an treáiteː alfa, β agus γ

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

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 radaighníomhach ina n-astaítear - nó ina ngabhtar - leictreoin agus posatróin.

Béite-mheath diúltach

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.

Tábla peiriadach

Béite-mheath deimhneach (astú an phosatróin)

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 photaisiam 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

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 néal leictreon 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 néal leictreon 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 cúpla ceann acu an t-adamh chomh maith faoi thionchar an fhuinnimh. Tugtar "leictreoin Auger" ar na leictreoin seo.

Béite-mheath dúbailte

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

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.

Pierre Curie (1859-1906) agus Marie Sklodowska Curie (1867-1934), timpeall 1903

Leictreonghabháil in éineacht le hastú an phosatróin

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

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

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

Gáma-mheath

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

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

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 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.

Féach freisin

• Beicireil