Radyoaktif Bozunma Nedir?

En ilginç bilimsel fenomenlerden biri olan radyoaktivite, her zaman insanları, üzerinde araştırma yapmak ve aynı zamanda yönleriyle ilgili bilimsel gerçekleri ortaya çıkarmak için cezbeden bir konudur. Kararsız atom çekirdeklerinin atom altı parçacıkları serbest bırakma süreci radyoaktivite olarak bilinmektedir. Bu fenomende elektronlar, bir elementin atom çekirdeğinden serbest bırakılır ve bu da enerji radyasyonuna yol açar. Bu enerji kaybı, ana çekirdek çekirdeğinin, yavru çekirdek adı verilen farklı bir atoma dönüşmesiyle sonuçlanır. Bu tür elementler örneğin: uranyum, toryum, plütonyum, trityum vb. radyoaktif ve parçalanma süreci radyoaktif bozunma olarak adlandırılmaktadır.
Henri Becquerel adlı Fransız bilim adamı bu fenomeni keşfetmiştir. SI birimi Becquerel, bu bilim adamının onuruna seçilmiştir. Önüne bir fotoğraf plakası olan uranyum tuzlarını karanlık bir alana yerleştirerek deneyler yapmış. Plaka kararmış ve bu nedenle, plakayı karartmak için bu tuzlar tarafından belirli bir enerji türünün yayılması gerektiğini teorize etmiştir. Bu fenomen daha sonra çok sayıda deneyle doğrulanmıştır. Bu fenomenle bağlantılı olarak yarı ömür adı verilen önemli bir terim kullanılır. Temel olarak, radyoaktif bir elementin sürekli enerji yayımı ile maruz kalacağı bozulma oranını hesaplamak için kullanılır. Bir elementin yarı ömrünün bir tahmini ortalama süre, bozulma sabiti, radyasyon yoğunluğu, yavru elementlerin oluşum miktarı gibi değerli bilgiler sağlar. Ayrıca -14, potasyum-argon, uranyum-kurşun vb. Bu teknikler antropoloji, jeoloji ve arkeoloji alanlarında kullanılmaktadır.

Bozulma Modları

Ana Modlar ve İkincil Modlar olamak üzere iki ana gruba ayrılır. Açıklanmış olan birkaç radyoaktif bozulma modu vardır. Ve bunlar aşağıdaki gibidir
Ana modlar
Alfa bozulması: Bu modda, bir elementin çekirdeğinden bir alfa parçacığı yayılır, bu, kütle sayısında ve atom numarasında sırasıyla 4 ve 2 azalma ile bir yavru elementin oluşumuna yol açar. Örneğin, Uranyum-238, toryum-234’ü oluşturmak için bir alfa parçacığı emisyonuyla bozunur. Birincisinin atom numarası 92 iken ikincisinin atom numarası 90’dır.
Beta bozulması: Çekirdek, bozunma sürecinde bir beta parçacığı yayar. İki türü vardır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• Pozitif beta bozunması, bir elektron ve nötrinonun (pozitron) emisyonu
• Bir elektron ve bir anti-nötrinonun negatif beta bozunması emisyonu. Çekirdek iki elektron ve iki anti-nötrino yaydığında, bu moda Çift Beta Bozulması denmektedir.
Gama bozulması: Bir atom çekirdeği, bozunma sürecinde gama ışınları yayar ve bu tür ışınlar biyolojik olarak en tehlikeli olanlardır. Çok kısa bir frekansa ve dolayısıyla en yüksek genliğe veya yoğunluğa sahiptirler.
İkincil modlar
Proton emisyonu: Bu süreçte, özellikle yüksek uyarılma durumunda, çekirdek tarafından bir proton salınır. Bu emisyon genellikle bir beta bozunma sürecinden sonra gerçekleşir. Bu süreç, atomların kütlesi ve yapısı ile nükleer deformasyon süreci hakkında bilgi edinmemize yardımcı olur. İki proton aynı anda bir çekirdekten atıldığında, süreç Çift Proton Emisyonu olarak bilinmektedir.
Nötron emisyonu: Bir atom çekirdeği fazla nötron içerdiğinde, uyarılma durumuna ulaşır. Bu senaryoda, çekirdek kendiliğinden bir nötron yayar ve bu radyoaktif bozunma moduna nötron emisyonu denmektedir.
Kendiliğinden bölünme: Çok ağır kimyasal elementler bu özelliği gösterir, burada çekirdek, daha küçük atom numaralarına sahip iki veya ikiden fazla element çekirdeğine parçalanır. Bu, yalnızca 58 atomik kütle biriminden daha büyük kütle numaralarına sahip olan atomlarda gerçekleşir.
Küme Bozulması: Bu modda, atom çekirdeği, bir alfa parçacığından daha büyük, ancak bir ikili fisyon ürününden daha küçük olan belirli bir tür küçük çekirdeklerin bir kümesini yayar. 40’tan büyük kütle numaralarına sahip ana atomlar bu bozunma modunu gösterebilir, örneğin, Ra 223 bir C 14 ve Pb 209 kümesi yayar.
Pozitron emisyonu: Bu süreçte, bir çekirdek tek bir pozitron ve bir nötrino yayar, tüm hareket zayıf bir kuvvet tarafından yönetilir. Bu mod, proton açısından zengin atomlara sahip olan çekirdeklerde görülür ve çekirdek elemental atom numarasının 1 azaldığı nükleer dönüşüme neden olur. Bir çekirdek iki pozitron ve iki nötron yaydığında, süreç Çift Pozitron Emisyonu olarak bilinmektedir.
Elektron yakalama: Bu modda, proton açısından zengin bir ana çekirdek, bir iç yörünge elektronunu yakalayarak bir nötrino emisyonuna ve bir protonun nötronun eşzamanlı dönüşümüne neden olur. Bu süreçte, bir çekirdek bir yörünge elektronunu emdiğinde ve bir pozitron ve iki nötrino yaydığında, bozunma süreci olarak bilinmektedir.
İzomerik geçiş: Bu modda, bir çekirdek, uyarılmış bir yarı kararlı durumda bir gama fotonu yayar. Aynı zamanda, ana atom çekirdeğinin orijinal bileşenleri değişmez ve bu süreçten sonra çekirdek tekrar normal temel durumuna döner.
Dahili dönüşüm: Bu radyoaktif bozunma sürecinde, iç orbitallerden birinden gelen bir elektron, elektromanyetik kuvvetlerin etkisi altında uyarılmış bir durumda bir atom çekirdeği ile reaksiyona girer. Bu, elektronun çekirdekten fırlamasına neden olur ve atom bir iyona dönüşür. Ayrıca, bu süreç nötrino emisyonlarından yoksundur.
Radyoaktivite fenomeni, ilaçlar, makineler, endüstriyel uygulamalar, silahlar, sağlık sektörü vb. Gibi pek çok açıdan insanlığa fayda sağlamıştır. Bu insanlar için bir nimet olsa da, herhangi bir büyük olayı önlemek için radyoaktif süreçler dikkatle ele alınmalıdır.

Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu