Erradioaktibitatea: definizioa, desintegrazioa eta aplikazioak

Henri Becquerel eta aurkikuntza

Henri Becquerel fisikariak plaka fotografiko batzuk paper ilunez estalita kutxa batean utzi zituen, eta plaka horiek beltzatu egin ziren. Kutxa berean uranio-mineralaren zati bat gordeta zeukan. Plakekin gertatutakoa uranioak igorritako erradiazio baten kausa zela egiaztatu zuen; erradiazio hori X izpiak baino askoz indartsuagoa zen.

Definizioa: Erradioaktibitatea

Definizioa. Erradioaktibitatea izenak erradioaktibo deritzen substantziek intentsitate handiko erradiazioak igortzen dituzten propietatea adierazten du. Erradiazio horiek gorputz opakuak zeharkatzeko, airea ionizatzeko, plaka fotografikoak inprimatzeko eta zenbait substantzien fluoreszentzia kitzikatzeko gai dira.

Desintegrazio erradioaktiboa

• Ausazko prozesua da, eta lege estatistikoen arabera araututa dago.

Igorpen erradioaktiboaren legea:

N = N0 · e^-λt

• N0: hasierako aldiunean desintegratu gabe dauden nukleoen kopurua.
• λ: konstante erradioaktiboa.
• N: oraindik desintegratu gabe dauden nukleoen kopurua den t denbora ondoren.

Aktibitatea edo desintegrazio-abiadura (A):

A = A0 · e^-λt

• A0: hasierako aldiuneko aktibitatea.

Semidesintegrazio-periodoa: N0-ren erdiak desintegratzeko pasatzen den denbora. T = ln(2) / λ.

Alfa, beta eta gamma

Alfa erradiazioa

Alfa partikulak Helio-nukleoak dira: bi protoi eta bi neutroi dituzten partikulek osatzen dituzte (4/2 He). MeV baten inguruko energia zinetikoa izaten dute.

Beta erradiazioa

Beta partikulak Elektroi azkarrak dira; normalean nukleoetako neutroi bat desintegratzean sortzen dira, neurri batean neutroi bat protoi bihurtuz eta elektroi bat (beta) isuriz. MeV inguruko energia zinetikoa izaten dute.

Gamma erradiazioa

Gamma erradiazioa Erradiazio elektromagnetikoa da (fotoiak). Haien energia kasu gehienetan keV eta MeV bitartekoa izaten da.

Aplikazioak

• Medikuntzan: minbiziaren tratamendu eta diagnostikorako, organoen azterketetarako.
• Industrian: altzairuzko xaflak eta eraikinak aztertzeko erradiografiak egiteko.
• Kimikan: produktu kimikoak eta prozesuak kontrolatzeko eta fabrikazioan erabiltzen diren tekniketan.

Erreakzio nuklearra

Definizioa. Erreakzio nuklearra nukleo atomiko batzuek bestelako nukleo atomiko desberdin bihurtzen diren prozesua da.

Igorpen erradioaktiboak sortzen dituzten erreakzio nuklearrak

Soddyren legea: Alfa partikulen igorpena

Helio-nukleoa (alfa partikulak, 4/2 He) nukleo gurasotik irteten denean, sortzen den nukleo berria lau unitate gutxiago izango du masa zenbakian eta bi unitate gutxiago atomu zenbakian. Oro har adierazten da honela:

^A_Z X → ^{A-4}_{Z-2} Y + ^4_2 He

Fajansen legea: Beta partikulen igorpena

Beta deskarga batean, nukleo gurasoaren neutroi bat desintegratzen da eta elektroi bat (beta), protoi bat eta antineutrino bat sortzen dira. Masa zenbakia ez da aldatzen, eta atomo-zenbakia unitate bat handitzen da. Adibidez:

^A_Z X → ^A_{Z+1} Y + e^- + ν̄

Desintegrazio baten ondoren, nukleo kumea ere ezegonkorra izan daiteke eta beste desintegrazio bat pairatzen du, beste nukleo bat sortuz. Oro har, desintegrazio kateak gertatzen dira, azken nukleo egonkorra lortu arte. Prozesu hori osatzen duten erradioisotopo guztien multzoari famili erradioaktiboa deritzo.