Radyoaktivitenin Tanımı | Ödevsel
Bazı elementlerin kendiliğinden ışın ve enerji salmasıdır. Bu tanımı daha da açacak olursak,şöyle diyebiliriz:Uzayda enerjini belirli bir kaynakta tanecik ya da tanecik demetleri biçiminde yayılarak iletimi. Işınım sözcüğü yalnız enerjinin yayılımını ve iletimini değil,enerjinin kendisini de kapsar. Röntgen ışınları elektromanyetik ışınım adıyla bilinen genel türde bir ışınımdır;röntgen ışınlarının yanısıra elektromanyetik ışınım gamma ışınımlarını,morötesi ışınları,görünür ışığı,kızılötesi ışınları,mikrodalgaları ve radyo dalgalarını da kapsar. Elektromanyetik ışınım başka bir türüyle yüksek hızla hareket eden tanecikler biçiminde ışınım arasındaki ayrım her zaman kesin değildir;bir elektromanyetik dalga tanecikmiş gibi,tanecik ya da tanecik demetleri de elektromanyetik dalgaymış gibi hareket edebilir. Atomu iyona dönüştüren ışınmaya ise iyonlaşmış ışınım adı verilir;atom,proton ve nötronlardan oluşan bir çekirdekle,çekirdeğin çevresinde dönen bir ya da birkaç elektrondan oluşur;iyonlaşmış ışınım olan atom,elektron yiyerek iyona dönüşür. İyonlaşmaya ışınım ise,morötesi o,ışınları,görünür ışığı ve radyo dalgalarını kapsar.
İyonlaşmış ışınımın başlıca iki türü vardır:
1-)Elektromanyetik ışınım (Röntgen ışınları ve gamma ışınları.)
2-)Tanecik ışınımı (Alfa parçacıkları,beta parçacıkları,nötronlar ve kozmik ışınlar.)
a-)Röntgen ışınları:Işığa benzeyen fakat gözle görülmeyen, oldukça delici özellikli bir radyasyon. Röntgen ışınlarına X ışını da denir. Sebebi;bu ışınları keşfeden ve ışınların özelliklerini tam bulamayan Wilhelm Conrad Rontgen "bilinmeyen" manasında kullanmıştır. Röntgen ışınlarının meydana gelişi ise :
Röntgen ışını meydana gelirken,katottan çıkıp süratle hareket eden elektron katodun tam karşısındaki maden levhanın atomlarına vurunca, iç yörüngelerde dönmekte olan bir elektronu atomdan dışarı atar. Bu elektronun boş kalan yerine dış yörüngeden bir elektron atlar. Elektronlar bir yörüngeden diğerine geçerken enerji enerji seviyeleri değiştiği için radyasyon yayarlar. Bu radyasyonların frekansları,frekans spektrumunda belli bir bölgedir. Meydana gelen bu radyasyonlar röntgen ışınıdır. Göze görünen ultraviyole ışınlar, atomun dış yörüngesinde bulunan elektronlar tarafından; röntgen ışınları ise iç yörüngelerde bulunan elektronlar tarafından meydana gelir.
Röntgen ışınları en çok tıpta kullanılır. Arkeologlar da röntgen ışınlarından yararlanır. Röntgen ışınları ile çalışan mikroskoplar da vardır. Bileşiklerin kimyasal analizleri yapılabilir. Askeri maksatla,balistik füzelerin elektronik kumanda ve parçalayıcı maddesini tahrip etmede de X ışınlarından faydalanılır.
b-)Gamma Işınları ( ):Kısa dalga boylu elektromanyetik radyasyonlardır. Alfa veya beta ışıması yapan çekirdek uyarılmış hale geçer. Bu uyarılmış halden normal hale geçen çekirdek enerji fazlasını gamma ışını halinde verir. Mesela; RaD RaE + (0,018 MeV) bozunmasından sonra meydana gelmiş uyarılmış RaE hemen 0,047 Mev'lik gamma ışınları verir.
Gamma ışınlarının enerjileri yüksek olup,birkaç cm kurşundan geçerler. Gamma ışınlarının doğrudan doğruya iyonlaştırıcı özelliği yoktur. Yüksüz olduğundan manyetik alandan sapmadan geçer. Röntgen ışınlarının özelliklerine sahip olan gamma ışınları, fotoğraf plakalarına etki eder ve flüoresan meydana getirir.
a-)Alfa Parçacıkları: ( ):Bir helyum çekirdeği olup,iki proton ve iki nötrona sahiptir. Elektrik yükü 2+, kütlesi 4'tür.Alfa ışınlarının hızı, yayılan atoma tabi olarak, 1/10  1/15'i kadardır. Örneğin;RaC'nin verdiği alfa taneciklerinin hızı 19.220 km/s'dir. Alfa taneciklerinin kinetik enerjileri 4-8 MeV arasında değişir. Aynı radyoaktif elementin verdiği alfa taneciklerinin kinetik enerjileri aynıdır. Alfa ışınları iyonlaştırıcı özelliğe sahip olduğu halde bir maddeye giriciliği beta ışınlarına nazaran azdır. Birkaç cm havadan veya milimetrenin birkaç yüzde biri kadar kalınlıktaki alüminyum plakadan geçebilir. Alfa ışınlarının havadaki yollarının uzunluğu ışının ilk hızlarının küpü ile orantılıdır. (R=kv30) Radyoaktif maddelerin elektrik,ısı ve kimyevi olayları esas itibariyle, ışınlarından meydana gelir.Aynı tür radyoaktif çekirdeklerden (genellikle çok iri çekirdeklerden) çıkan bütün alfa parçacıkları aynı enerjiyle yayımlanır. Bu yayım çekirdeğin yapısında bir değişikliğe neden olur: Atom numarası iki birim,atom kütlesi ise dört birim azalır. Bu durum 80 milyon yıllık bir yarı ömürle,uranyum 240'a dönüşen plütonyum 244'ün alfa bozunması sırasında doğrulanmıştır :
24494Pu (42He)+ (24092U)
b-)Beta Parçacıkları ( ):Bu ışınlar elektrondan ibaret olup,(-1) yüklüdür.Elektrikli ve manyetik alanda sapar.Hızları ışık hızına yakın olup,yolları alfa ışınlarından daha uzundur.Yani daha giricidir.Primer beta ışınları çekirdekten yayılırken çekirdekte n p + reaksiyonu vuku bulunur.Bu ışıma sonucu elementin atom numarası bir artar, kütle numarasında değişiklik olmaz.Bir radyoaktif elementin verdiği beta ışınları aynı kinetik enerjiye sahip değildirler.Radyoaktif elementlerin çoğu alfa,beta ve gamma ışınlarını beraber verir.Yalnız, beta ışını veren suni stronsiyum 90'dır. Pozitif beta ışıması yapma radyoaktif elementlerde görülür.Bu ışıma sonucunda radyoaktif elementin kütlesi değişmez, atom numarası bir artar.Örneğin;Uranyum 240'ın neptünyuma (Np) bozunması.Dönüşüm sırasında yalnız atom numarasının etkilendiği görülmektedir:
24092U B (e- ,n-) + 24093Np
NOT: Alfa ışınları (+) yüklü, Beta ışınları (-) yüklü, Gamma ışınları ise yüksüzdür.
c-)Nötronlar: Bütün atomların çekirdeğini meydana getiren iki temel tanecikten biri.Bu iki temel tanecikten proton artı yüklü olduğu halde, nötron yüksüzdür. Hidrojenin dışında, bütün elementlerin çekirdeğinde nötron ve proton bulunur. Bir elementin çekirdeğinin nötron sayısı, ya protona eşit veya proton sayısından fazladır. 1920 yılında Rutherford ve 1931de Heisenberg nötrondan bahsetmişlerdir. Nötron, 1932 yılında Sir James Chadwick tarafından keşfedildi.
Hızlı nötron radyasyonunda kalan vücut hücresinde proton, yavaş nötron radyasyonuna maruz kalan hücrede ise gamma ışını meydana gelir. Bu iki olayın sonucunda hücrede tahribat görülür. Uzun mesafe katetme özelliğine sahip olduğundan, nötronların hücredeki tahribatı büyük olur. Bu yüzden kanser tedavisinde iyonize radyasyonlar kullanılır. Çünkü iyonize radyasyonların hücre tahrip hacmi, nötronunkinden çok azdır.
d-Kozmik Işınlar:Çok yüksek enerjiye sahip gök ışınları, 1911'de Avustralyalı V.F.Hess tarafından, dünyanın dışardan gelen ışınlarla bombardıman edildiği balonda gerçekleştirilen bir deneyde gösterilmiştir. Hess, bu keşiften dolayı 1936 Nobel ödülünü almıştır. Sonra bunun gamma ışınları denen bir tür elektrik magnetik radyasyon olduğu ortaya çıkmıştır. Daha sonra yapılan araştırmalar,
bunların daha çok hidrojen atomunun çekirdeğini meydana getiren proton radyasyonu olduğunu ortaya koymuştur.
Kozmik ışınlar, yeryüzünde gözlenebileceği gibi, balon,roket ve uydularda yapılacak deneylerle de tesbit edilebilir. Yeryüzü deneyleri kozmik ışınların değişimi bakımından, diğer deneyler de özellikleri tesbit etmek yönünden önemlidir.
Dünya'ya hemen hemen her türlü elektromagnetik dalga erişmektedir. Bunlar; uzun radyo dalgaları, görülebilir çok kısa X ışınları ve gamma ışınlarıdır. Bu sayılanlara ilaveten bu tür atomların çekirdeğinden ibaret olan parçacık bombardımanı vardır ki; buna kozmik radyasyon denir.
Kozmik radyasyonun parçacıklarının cinsi, proton veya hidrojen çekirdeğinden demir,kobalt ve nikel gibi ağır çekirdeklere kadar uzanır. Hatta uranyum çekirdeğinin de bulunduğu tahmin edilmektedir. Çok az miktarda lityum,berilyum,boran,karbon,azot ve oksijen de vardır.
Kozmik ışınların biyolojik testleri iki bakımdan önemlidir. Bunlardan ilki uzay yollarına olan etkileridir. İkincisi de kozmik ışınların biyolojik gelişiminde oynadığı roldür. Mesela; milyonlarca yıl önce yaşamış dinazorların nesillerinin kesilmesi, tahminen ani bir kozmik ışın bombardımanı ile açıklanabilir.
YARILANMA SÜRESİ: Bir radyoaktif elementten çıkan ışınların şiddetinin ilk değerinin yarısına kadar inmesi için geçen zamana, o elementin yarılanma süresi denir. Çıkan ışınların şiddeti radyoaktif elementin miktarıyla orantılı olduğundan yarılanma süresi muayyen bir radyoaktif elementin şimdi mevcut olan miktarının yarısına kadar inmesi için lazım gelen zaman olarak da tarif edilebilir. Bu zaman bazılarında senelerle, bazılarında saniyelerle ifade edilir. Mesela U238'in alfa çıkararak Thoryum 234'e dönüşme yarı ömrü 4,5×109 (4,5 milyar senedir). Oysa Plonyum 214'ün bir alfa çıkarak kurşun 210'a dönüşme yarı ömrü sadece 16×10-5 saniyedir.
RADYOAKTİFLİK SERİLERİ: Tabii olan radyoaktif element sayısı yaklaşık 60 civarında olup, bunların atom numaraları 81 ila 92 arasındadır. Bunlar üç radyoaktif değişim serisi meydana getirir.
1-) Toryum Serisi:90Th 232den başlar. 6 alfa ve 4 beta ışıması yaparak ThD denilen 82Pb208 izotopuna dönüşür.
2-)Uranyum Serisi: Başlangıç elementi olan 92U238 elementi 8 alfa ve 6 beta vererek RaG denilen 82Pb206 izotopunu meydana getirir.
3-)Aktinyum Serisi: 92U235 ile başlayıp 82Pb207 (AcD) izotopu ile biten seridir. Bu seride bozunma esnasında 7 alfa ve 4 beta radyasyonları meydana gelir.
Bir de sun'i radyoaktiflik elementlerin bozunma serisi vardır ki, buna neptunyum serisi denir. Bu seride başlangıç Plutonyum 241 elementi olup, karalı elementi ise Bizmut (Z=83, A=209)'tur.
ELEKTROSKOP: İlk kullanılan radyoaktivite dedektördür. Madam curie, radyoaktivite üzerinde çalışırken elektroskop kullanmıştır. Elektroskobun açılan yaprakları ortamda iyonların olduğuna işarettir.
İYONLAŞMA KUTULARI: İyonlaşacak gaz bir kutu içine konur. Gaz içinde anot ve katot bulunur. Radyasyonla iyonlaşma meydana geldiğinde yükler elektrodlara hareket ederler. Bu akım amplifikatörlerde büyütülür.
GEİGER SAYICILARI: İyonlaşma kutularının çalışma prensibi ile çalışırlar. Yapı itibariyle içi boş bir iletken silindirin ekseni boyunca iletken bir tel geçirilip tel silindirden yalıtılır. Silindir içine düşük basınçta gaz konulup, silindir (-) ve tel (+) kutup olarak yaklaşık 1000 V civarında elektrik alanı tatbik edilir. Bu gerilim gazın iyonlaşma geriliminden biraz küçük ve elektrik akımının elektrodlar arasında iletilmasini sağlayacak değerdedir. Bir parçacık veya gamma ışını silindir içine düştüğünde elektronlara çarpınca elektronlar yolları üzerindeki diğer gaz atomlarını iyonlaştırarak tele doğru hareket ederler. Bu akım amplifikatörlerle kuvvetlendirilerek dış elektrik devresinde ışık flaş aletlerine hoparlörlere veya sayma cihazlarına gönderilir.
KIVILCIM KUTULARI: İyonlaşma kutuları birbirini takip eden (-) ve (+) elektrod levhalarla bölünmüştür. Elektrodlar arasında kesik kesik tatbik edilen gerilim, radyasyonun yolu üzerinde levhalar arasında birbirini takip eden kıvılcımlara yol açar. Bu kıvılcımların fotoğrafları alınır.
WİLSON SİS KUTUSU: Bir kutu içine aşırı doymuş gaz, su buharı ile birlikte sıkıştırılır. Radyoaktif bir ışın kutu içine düştüğünde yolu üzerindeki gaz moleküllerini iyonlaştırırken su buharı da su damlacıkları haline gelir. Sis kutusu yanlarından aydınlatıldığında su damlacıkları gözlenebilir. Böylece ışının yolu öğrenilmiş olur. Gaz olarak hava da kullanılabilir. Çok hızlı parçacıkların varlıklarının ve hareketlerinin anlaşılmasında sis kutuları kullanılmaktadır. Pozitron, sis kutusu yardımıyla keşfedildi.
FOTOĞRAF PLAKALARI: Gümüş bromürlü emilsiyon sürülmüş ince plakaların üzerine düşen ışınların meydana getirdiği iyonlaşma ve saçılma izleri film üzerinde kalır. Radyasyonun karakteri filmin banyo edilmasi ile anlaşılır. Bu tip incelemeler mikroskopla olmaktadır.
Fiztokimya sahasında en önemli keşif olup, bu keşifle birlikte kimyevi elementler hakkındaki düşünceleri temelinden değiştirdi. Aynı zamanda atomun çekirdeğindeki muazzam enerjinin kullanılmasını mümkün kıldı. Radyoaktivite, 24 Şubat 1896'da Henry Becquerel tarafından keşfedildi. Radyoaktivite, flüoresan kılınmış maddelerin X ışınları verip-vermedikleri araştırılırken bulundu. H.Becquerel, X ışını elde etmek maksadıyla flüoresan olan uranyum tuzları kullanıldı. Siyah kağıda sarılı fotoğraf plakası üzerine bir miktar potasyum uranyum sülfat çift tuzu K2UO2 (SO4)2.2H2O koyup, güneş ışığına tuttu. Sonunda plakasında uranyum tuzlarının bulunduğu bölgeye rasgelen kısımlarda kararmalar gördü. Fakat sonradan bu tuzların ışığa maruz bırakılmadan, yani flüoresan kullanılmadan da bu işi yaptığını gördü. Daha sonra da uranyumun flüoresan olan ve olmayan bütün tuzlarının hatta uranyum metalinin bile fotoğraf plakasına tesir ettiğini buldu. Becquerel daha sonra bu denemesini karanlıkta yaptı. Uranyum bileşiklerini siyah kağıda sardığı halde fotoğraf plakasına etki eden ışınların çıktığını buldu. Bu ışınlara uranik ışınlar dedi. Bu keşiften sonra, Fransa'da Pierre ve Marie Curie, Almanya'da G.Schmidt tarafından, aynı zamanda yapılan araştırmalarda toryumun da aynı ışını verdiği bulundu. Bundan sonraki araştırmalarda radyoaktif özelliklere sahip polonyum ve radyum elementleri keşfedildi.
Bir radyoaktif elementin çekirdeğinin, kendiliğinden başka çekirdeği değişmesi olayına dezentegrasyon, yapma olarak bir çekirdekten bir başka çekirdeğin elde edilmesi olayına da transmütasyon denir.
104 elementin yaklaşık 1200 izotopu vardır. Bu izotoplardan 284'ü karalı çekirdeğe;radyoaktif elementler kararsız çekirdeğe sahiptirler. Bunlar kararlı hale geçmek için çeşitli enerjiler yayarlar.
Kararlı hale iki yoldan geçer. Birincisi parçalanma ile olanıdır ki, buna bir örnek olarak "alfa" ışıması verilebilir. (88Ra226 86Rn222 + ). İkincisi izobar geçiştir. Kütle sayıları aynı, atom numaraları bir fazla olan iki atomda (izobar atomda) nötron fazlalığı varsa bu çekirdekte 0n1 p + + şeklinde bir reaksiyon olur ki buna beta dezentegrasyonu denir. (11Na24 12Mg24+ ). Eğer proton fazlalığı varsa pozitron yayımı olur (P n+ + ). Buna beta+ dezentegrasyonu denir. (11Na22 10Ne22 + + ). Çekirdek proton fazlalığı halinden kurtulmak için pozitron beta+ atacağı yerde çekirdek dışındaki K yörüngesinden bir elektron yakalar ve p+e- + n+ şeklinde reaksiyon verir. Bu olaya elektron yakalama denir. Neşrettiği taneciğe de nötrino adı verilir. (4Be7 3Li7).
Bir çekirdek alfa veya beta ışını meydana getirdikten sonra uyarılmış hale geçer. Uyarılmış çekirdek normal haline dönerken enerji fazlalığı çekirdekten bir tanecik halinde fırlatılmaz ise bir izomertik geçiş olur. (56Ba137 56Ba137+ ).
FİSYON: Ağır çekirdeklerden hafif çekirdeklerin meydana gelmesi olayına fisyon denir. Fisyon çok şiddetli olup (f) harfi ile sembolize edilir. 92U238 50Sn133+42Mo105 olayı bir fisyon reaksiyonudur. Bu olayda büyük enerji açığa çıkar.(Radyoaktif maddelerin yaydığı ışınlar.) Ruhherford, radyumun alfa,beta ve gamma ışınları verdiğini keşfetti.
FÜSYON: Kararsız küçük kütleli atom çekirdeklerinin birleşerek büyük kütleli atom çekirdekleri oluşturması olayına denir. Hidrojen bombasının oluşumu gibi. Hidrojen bombasından açığa çıkan enerji, atom bombasından yaklaşık 1000 kat daha fazladır. Güneşte hidrojen atomlarının birleşip helyuma dönüşmesi (füsyon reaksiyonu) sırasında büyük enerji açığa çıkar.
RADYASYONUN CANLILAR ÜZERİNDEKİ ETKİSİ:
Radyasyon birçok insanın düşündüğü gibi 1900'lü yıllarda keşfedilmesi ile ortaya çıkan bir tehlike değildir. Tam aksine ilk çağlardan beri vardır. Ancak, teknolojinin ve sanayileşmenin gelişmesi, uranyum elementinin eldesi ve kullanılması ile radyasyonun etkileri giderek artmıştır.
Radyasyon üreten birçok kaynak vardır. Bunlardan televizyon gibi elektronik cihazlar, X ışını üreten tıbbi ve endüstriyel röntgen cihazları en sık karşılaşılanlarıdır. En önemli bir başka radyasyon kaynağı da nükleer reaksiyonlardır. Nükleer denemelerde (atom ve hidrojen bombaları) reaksiyon sonucu oluşan ürünler radyoaktif olduklarından reaksiyonlar dursa da radyasyon uzun süre devam eder.
Diğer bir radyasyon kaynağı ise uzaydır. Güneş ve yıldızların enerjisi nükleer reaksiyonlardan (füsyon) kaynaklanılır. Dünyamıza uzaydan ısı ve ışık ile birlikte nükleer radyasyon da gelir. Dünyaya gelen bu tür ışınlara kozmik radyasyon denir. Atmosferdeki ozon tabakası tarafından bu radyasyonun çoğu soğurulsa da az bir kısmı yeryüzüne ulaşır. Kısacası radyasyondan kaçınmak mümkün değildir.
Uzayda saniyede yaklaşık 300.000km gibi çok yüksek hızlarla hareket eden bu ışınlar kolaylıkla insan vücuduna nüfuz edebilir ve vücudu oluşturan biyolojik hücrelere hasar verebilirler. Ayrıca, bu ışınların hücrelerin kimyasal yapılarını değiştirmeleri de mümkündür. Özellikle elektrik yüklü ışınlar saniyenin binde biri gibi çok kısa süre içinde hücre moleküllerini parçalayıp iyonlarına ayrıştırabilirler. Bununla birlikte, etrafta bulunan diğer hücreleri de fizyolojik görevlerini yapamaz duruma getirebilirler. Bütün bunların sonucunda radyasyona maruz kalan bir hücre ya ölür veya işlevini yitirir. Aslında az sayıda hücrenin ölmesi önemli değildir. Çünkü, normal yaşamda yıpranan hücrelerin ölümü ve yerlerine yenilerinin doğması doğaldır. Ancak, yüksek radyasyon sonucu çok sayıda hücrenin aniden ölmesi veya normal çalışmasının bozulması canlının sağlığını önemli ölçüde etkileyecek bir olaydır.
Hayati önemi fazla olan dokularda (kemik iliği,dalak,kan ve üreme hücreleri) radyasyonun etkisi daha erken görülür. Çünkü, bu hücreler daha çabuk çoğaldığından bir hücredeki hasar, sakat doğan yeni hücrelerle çığ gibi büyür. Bu ise uzun bir zaman dilimi içerisinde her an bir tümör olarak sonuçlanabilir. Radyasyonun kanserojen etkisi bu yolla ortaya çıkmaktadır.
En büyük tehlike ise hücre çekirdeği içindeki DNA'ların bozulmasıdır. DNA'lardan oluşan kromozomların yapılarının değişmesi, taşıdığı sırların kaybolması ve yeni genetik yapılı hücreler haline dönüşmesi sonucunda ebeveyne benzemeyen yeni bir genotip ortaya çıkar. Bu farklılaşmaya mutasyon adı verilir. Eğer bu durum, bireyin üreme hücrelerinde gerçekleşirse radyasyondan kaynaklanan bu değişiklik gelecek nesillere de aktarılır.
Yüksek dozda radyasyona maruz kalmış bireylerde görülebilecek başlıca hastalıklar şunlardır: Kanda ve kan yapan organlarda tahribat (anemi,lösemi), ciltte ateş yanığını andıran yaralar, gözde katarakt, kısırlık, kanser ve kalıtımsal bozukluklar.
100-200 Rem arasında radyasyona maruz kalan bir insanda 3 saat içerisinde kusma ile birlikte yorgunluk ve iştahsızlık görülür. Bu tür hastalarda birkaç hafta içinde iyileşme gözlenir.
300 Rem radyasyon dozuna maruz kalan kişilerde iki saat içinde kusma ve halsizlik başlar. Yaklaşık iki hafta sonra ise saçlar dökülmeye başlar. Bir ay ile bir yıl arasında bu kişilerin % 90'ı iyileşir.
Vücut tarafından alınan radyasyon dozunun artması ile gözlenen etkiler daha belirgin ve ciddi olmaya başlar.
400 Rem radyasyon dozuna maruz kalan kişilerde başlayan bulantı ve kusma dönemini iştahsızlık, halsizlik, ateş ve saç dökülmesi izler. Yaklaşık iki hafta sonra ağızda iltihaplanma görülür, ishal ile birlikte hızlı kilo kaybı başlar. Bu dozda radyasyona maruz kalan fertlerin % 50'si 2 ile 4 hafta içerisinde ölür.
Doz 600 Rem'e çıktığında ise ölüm oranı % 90'a çıkar. Kalanları iyileşmesi ise çok uzun süren tedaviler gerektirir.
Radyoaktif izotoplar ile radyoaktif olmayan izotopların kimyasal özellikleri aynıdır. Bundan dolayı radyoaktif izotoplar izleyici olarak kimya araştırmalarında yaygın bir şekilde kullanılırlar. Örneğin; bitki besin maddesine az miktarda katılan radyoaktif özelliğe sahip fosfor-32 izotopu ile fosforun bitki tarafından kullanılması izlenebilir. İzleyiciler özellikle tarımda kimyasal gübrelerin en uygun bileşiminin kullanım biçiminin bulunmasında büyük önem taşır.
Ayrıca, bir kimyasal tepkimenin mekanizması ya da bir bileşiğin yapısı çoğu zaman deneylerle radyoaktif izleyiciler kullanılarak aydınlatılır. Örneğin karbon-14 izotopu ile fotosentez olayı incelenmiş ve CO2'nin şekerlere ve nişastalara dönüşümü hakkında geniş bilgi edinilmiştir.
Radyoaktifliğin ışınım etkilerinden yararlanılan uygulamaların başında ışın (Curie) tedavisi gelir. Bu yöntem kanser ve benzeri habis tümörlerin yok edilmesinde kullanılır. Bu tedavi için en çok kullanılan radyoaktif izotop bir gamma yayımlayıcısı olan kobalt-60 izotopudur.
Radyoaktif izotoplar hastalıkların teşhisinde de kullanılır. Örneğin günümüzde yaygın olarak kullanılan pozitron ışın tomografisi (PET scan) özellikle beyindeki bazı hastalıkların teşhisinde kullanılır. Bu yöntemde hastaya çok az miktarda karbon-11 izotopu içeren glikoz (C6H12O6) verilir. Daha sonra glikoz ile beyne giden karbon-11 izotopunun yapmış olduğu pozitron ışınlarını belirlemek için beyin tomografisi çekilir. Bu yolla beyindeki anormallikler teşhis edilebilir.
Radyoaktif iyot-131 izotopu tiroid bezi ile ilgili hastalıklarda kullanılır. Hastaya iyot-131 izotopu içeren Nal çözeltisi verilir. Kan dolaşımındaki bu izotopun vücuttaki hareketi radyasyon algılıyıcıları ile izlenir. Bunun sayesinde tiroid bozukluklarında tiroid kanserleri, böbrek ve karaciğer hastalıkları teşhis edilir. Radyografi radyoaktif ışınlar yardımıyla film veya duyarlı plaka üzerinde görüntü elde etme yöntemidir. Bu yöntem tıpta röntgen çekimi olarak bilinir. Röntgen çekiminde elektronik cihazların ürettiği X-ışınları kullanılır.
Endüstriyel radyografide ise iridyum-192 ve kobalt-60 gibi radyoizotopların ürettiği gamma ışınları kullanılır. Bu ışınlar ile metal ve plastik levhaların kalınlıklarının ölçülmesi, iç yapılarının incelenmesi mümkündür.
Radyoizotopların diğer bir kullanım alanı ise petrol sanayisidir. Örneğin;bir petrol boru hattında akışa katılan az miktarda radyoizotop ile borunun dışından akışı izlemek mümkündür. Ana boru hattından benzin, gaz ve motorin gibi petrol ürünleri arka arkaya gönderilebilir. Aktarılan ürünlerin son kısımlarına konulan radyoizotoplar sayesinde boru hattının diğer ucunda bir ürünün bitip, diğer ürünün başladığı anlaşılabilir.
1896-Radyoaktiflik bulundu. (H.Becquerel)
1898-Polonyum,sonra radyum ve alfa ve beta ışınları bulundu.
1900-Elektromanyetik yapıda olan gamma ışınları bulundu.
1911-İzotop kavramı ortaya çıktı.
1934-W.Pauli ve E.Fermi beta radyoaktifliğinin yanı sıra nötrino denen çok girişken yüksüz bir parçacığın da yayıldığını da kanıtladı.
1934-J.F ve I.Joliot Curie yapay radyoaktifliği ve beta radyoaktifliğini buldu.
1935-Nükleer kuvvetin "mezon"kuramı.
1970-Ağır iyon hızlandırıcıları, çekirdeklerin kararlılık koşullarını araştırmaya imkan verdi.
1-)Radyoaktif özelliklerle ilgili olarak;
1-Elementten elemente değişir.
2-izotoptan izotopa değişir.
3-maddenin kütlesine bağlıdır.
A-) Yalnız 1 C-) 1 ve 2 E-) 1,2 ve 3
B-)Yalnız 2 D-) 1 ve 3
2-)X,Y,Z ve T maddeleri ve bunların karışımları ile ilgili olarak;
2-Y-T karışımı radyoaktif
3-Z-T karışımı radyoaktif değildir.
A-)X-T karışımı radyoaktiftir.
B-)T radyoaktif değildir.
C-)X,Y ve Z karışımı radyoaktiftir.
D-)Y radyoaktif değildir.
E-)Y-Z karışımı radyoaktiftir.
3-)Radyoaktif maddelerin yaydıkları ışınlar ile ilgili olarak;
1-Hızı en büyük olan alfa ışınıdır.
2-Beta ışınları 1 yüklü paçacıklardır.
3-Gamma ışınları yüksüz ve kütlesizdir.
D-)1 ve 2
4-)23892U atomu 4 alfa,2 beta ve 2 gamma ışıması yaptığında aşağıdaki atomlardan hangisi oluşur?
A-)22286Rn B-)23090 Th C-)22688Ra D-)22789Ac E-)22486Rn
5-)Radyoaktif bir element sırasıyla,1 alfa, 1 beta ve 1 gamma ışıması yayarsa;
1-Atom numarası 1 azalır.
2-Kütle numarası 4 azalır.
İfadelerinden hangileri doğru olur?
B-)1 ve 2
C-)2 ve 3
E-)1,2 ve 3
6-)Aşağıdaki atomlardan hangisi 6 alfa,4 beta ışıması yaptığında 20882Pb atomu oluşur?
A-)23090 Th B-)23290 Th C-)23091Pa D-)22887Fr E-)23592U
7-)230 Th atomu, alfa ve beta ışımaları yaparak 21082Pb atomuna dönüşüyor.
Bu olay sırasında 23090 Th'nin yaydığı ışınlarla ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
B-)3 alfa,2 beta
C-)5 alfa,2 beta
E-)6 alfa,4 beta
8-)22688Ra atomu 2 alfa ve 1 beta ışıması yaptığında oluşan elementin periyot ve grup numarası aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?
A-) 6 7A
B-) 7 7A
C-) 6 7B
D-) 6 6A
E-) 7 6A
hangileri elementin atom numarasında değişme meydana getirir?
D-)2,3 ve 4
10-)Bir radyoaktif element aşağıdaki ışımalardan hangisini yaparsa nötron sayısı 5 azalır?
A-)1 alfa,4 beta
B-)3 alfa,2 gamma
C-)1 alfa,3 beta
D-)1 alfa,2 nötron
E-)1 alfa,1 pozitron
11-)4. Periyot 3a grubundaki radyoaktif X atomu 2 alfa, 2 beta- ışıması yaparak Y atomuna dönüşüyor;
1-Y atomu alkalidir.
2-Y'nin nötron sayısı,X'ten azdır.
3-X ve Y atomu izotoplardır.
İfadelerinden hangisi yanlıştır?
12-)2412Mg atomu nötronla bombardıman edilince çekirdek nötron yakalayıp, 1 proton fırlatarak X atomuna dönüşür.
X'in proton ve nötron sayıları nedir?
A-) 12 14
B-) 12 24
C-) 11 24
D-) 11 13
E-) 12 22
13-)236Ra'nın yarı ömrü 1620 yıldır.
Buna göre, 1 mol radyumdan 4860 yıl sonra kaç gram kalır?
A-) 113 B-) 56,5 C-)28,25 D-)97,75 E-) 14
14-)Yarı ömrü n yıl olan X atomunun 6,4×1020 tanesinin 4n yıl sonra kaç tanasi bozulmuş olur?
A-) 3,2×1020 B-) 6,3×1020 C-) 6×1020 D-) 6×1019 E-) 6×1018
15-)Yarı ömürleri farklı olan X ve Y atomları için;
Yargılarından hangisi doğru olabilir?
A-) Yalnız 1 B-) Yalnız 2 C-)Yalnız 3 D-)1 ve 2 E-) 1,2 ve 3
16-)Radyoaktif bir maddenin % 75'inin bozunması için geçen süre;
2- Başlangıç kütlesine.
3-Maddenin katı-sıvı-gaz oluşuna.
A-) Yalnız 1 B-) Yalnız 2 C-) Yalnız 3 D-)1 ve 2 E-) 1,2 ve 3
1-)Yarılanma süresi 1600 yıl olan 226 Ra elementinin 1,204,1024 atomundan kaç yıl sonra 0,5 mol atom bozulmadan kalır?
2-)210Pb izotopunun beta ışıması yaparak Bi izotopuna dönüşmesinde yarılanma süresi 21 yıldır.42 yıl sonunda 63 gram Bi oluştuğuna göre başlangıçtaki Pb kaç gramdır?
3-) Radyoaktif reaksiyonlar ile kimyasal reaksiyonlar arasında ne gibi farklar vardır?
4-)Radyoaktif özellik nedir? Hangi atom çekirdeklerinin radyoaktif özellik göstermesi beklenir?
5-)Bir çekirdeğin radyoaktif özelliğine basınç ve sıcaklık gibi dış etmenlerin etkisi olur mu?
6-)Pozitron ışıması yapan bir atomun çekirdeğinde bulunan proton ve nötron sayılarındaki değişiklikler nelerdir?
7-)Radyoaktif bir atom çekirdeğinde bir protonun nötrona dönüşmesi sonucunda hangi parçacık oluşur?
8-)Gamma ışınlarının kaynağı nedir?
9-)Elektron yakalanması ile beraber niçin X ışınları yayılır?
10-)Alfa ışımasını özellikleri nelerdir? Bir alfa ışıması yapan atom, çekirdeğinden hangi parçacıkları dışarı fırlatır?
CEVAP ANAHTARI DEĞERLENDİRME SORULARI
1-)C 9-)E 1-) 3200
2-)D 10-)C 2-)84 gr Pb