Készítette: Borsodi Eszter Témakör: Kémia I. A radioaktivitás Készítette: Borsodi Eszter Témakör: Kémia I.

Bevezető A radioaktivitás a nem stabil ún. radioaktív atommagok bomlásának folyamata. Ez nagy energiájú ionizáló sugárzást kelt. Radioaktív sugárzás a természetben is előfordul. Mérésére részecskedetektorokat  használnak. A periódusos rendszer117 eleméből 36 –nak nincs stabil izotópja.

Felfedezése A radioaktivitást 1896-ban Henri Becquerel francia tudós fedezte fel, amiért 1903-ban megkapta a fizikai Nobel-díjat. Becquerel foszforeszkáló anyagokkal kísérletezett -> uránsók vizsgálata Kimutatta: a sugárzás intenzitása arányos az urán koncentrációjával -> a sugárzás az uránatom tulajdonsága

A Curie házaspár Érdekesség  Pierre és Marie Curie új, sugárzó elemek után kutatva fedezték fel, hogy a tórium is sugároz. Az uránércből kivontak még két erősebben sugárzó elemet, a polóniumot és a rádiumot -> nyolc tonna uránércből 0,1 gramm rádium nyerhető ki. A Curie házaspár és Ernest Rutherford kísérletei a radioaktív sugárzásnak két összetevőjét mutatta ki: alfa- és béta-sugárzás.  Becquerellel megosztva 1903-ban fizikai Nobel-díjat kaptak, majd Marie Curie 1911-ben a kémiai Nobel-díjat is elnyerte. Idősebbik lányuk, Iréne szintén tudós lett, férjével 1935-ben kémiai Nobel-díjat kaptak az új elemek előállításának radioaktív kémiájában végzett munkájukért. Érdekesség

Radioaktív sugárzás (bomlás) Alfa-bomlás: az atommagból egy hélium atommag válik ki. Hatótávolsága levegőben 1 cm alatti. Béta-bomlás: az atommagban neutronból lesz proton, elektron kibocsátása közben -> elektronsugárzás. Hatótávolsága levegőben pár tíz cm. Gamma-bomlás: energia távozik nagy energiájú fotonként. Hatótávolsága légüres térben végtelen, a nagy tömegszámú elemek gyengítik (pl.:ólom).

Biológiai hatásai Dózis: a sugárzásból 1 kg anyag által elnyelt energia mennyisége. Mértékegysége: Gray (1 Gy = 1 J/kg). A radioaktív sugárzás hatása élő szervezetekre nagymértékben függ a fajtájától és az energiájától. Minden sugárzáshoz egy biológiai hatásosságot rendelünk. Dózis x biológiai hatásosság=az ekvivalens dózis . Mértékegysége: sievert (Sv). Dózis (mSv) Határ 200 Küszöbdózis, tünetmentes 750-1000 Kritikus dózis 1000-2000 Vérképző szervek zavara 4000 Félhalálos adag 6000 Halál

nukleáris létesítmény Biológiai hatásai Egy ember átlagosan évi 2,5 mSv dózist nyel el, ebből 2 mSv természetes forrásból származik. űrből belégzés nukleáris létesítmény felhő sugárzása kiülepedés besugárzás élelmiszerek vízfogyasztás földek vizek öntözés

Alkalmazása Radiometrikus kormeghatározás Koregyenlet: Élőlények maradványainak a korát a bennük található radioaktív 14C izotóp (a felezési ideje 5560 év) koncentrációjából lehet meghatározni. A magas légkörben folyamatosan keletkező 14C izotóp (radiokarbon) beépül az élő szervezetbe. Az élőlény kimúlása után az anyagcsere megszűnik, és a 14C/12C izotóparány csökkenni kezd, mivel a kémiai tulajdonságokat meghatározó rendszám azonos, ezért az arány csupán a bomlás miatt változik meg. A maradványból kinyert szén megváltozott izotópösszetételéből következtetni lehet a maradvány korára. Koregyenlet: t - a minta kora, D - a stabil bomlástermék (leánynuklid) atomjainak száma a mintában P - az eredeti radionuklid (anya) atomjainak száma a mintában Lambda - az anya bomlási állandója ln – természetes alapú logaritmus

Alkalmazása Nyomjelzés A radioaktív nyomkövetés vagy nyomjelzés: Hevesy György  nevéhez fűződik, a rendszerben levő bizonyos elem egy részét ugyanazon elem radioaktív izotópjára cseréljük, így különböző detektorokkal lehet követni az elem mozgását a rendszerben pl.: pajzsmirigy működését (a pajzsmirigybe radioaktív jódot viszünk). Az izotópos füstjelző berendezések: a kis áthatoló képességű alfa-részecske a levegőben lebegő szilárd részecskéken (magyarul füst) nagy mértékben elnyelődik, így az átfolyó áram hirtelen lecsökken.

Köszönöm a figyelmet!