Erradiaktibitate naturala

83 baino zenbaki atomiko altuagoa duten atomoei dagozkien nukleoak ezegonkorrak dira eta berez zatitu daitezke beste nukleo arinago batzuk sortuz. Prozesu mota honekin batera, erreakzio nuklearra izena daukana, energia eta partikula azpiatomikoak askatzen dira.

Energia hau, erreakzioan ematen diren nukleoen (semeak deiturikoak) masen batuketa, jatorrizkoena (aitak) baino txikiagoa denean sortzen da, eta horrela, antzemandako masa diferentzia energia bihurtzen da.

Erreakzio nuklear batean lortutako energia, energia zinetiko eta erradiazio elektromagnetikoa (fotoiak) konbinatuta azaltzen da. Fenomeno honi generikoki erradiaktibitatea deitzen zaio.

Nukleo atomikoen desintegrazio naturalaren prozesuetan, aita nukleoak semeak bihurtzeko jasaten duten desagertze erritmoak funtzio esponentziala jarraitzen du:

hemen, N, t unean dauden nukleoen zenbakia izanik, N0 abiapuntuko nukleoen zenbakia, eta l denborarekiko alderantzizko dimentsioak dituen konstantea. l, balioaren alderantzizkoa, bataz besteko bizitza deitzen da eta bere sinboloa da t_m ; magnitude hau, hasierako N nukleoen zenbakia e aldiz murriztu dadin behar den denbora da. Bestalde, t_1/2, adierazten duen sustantziaren erdi desintegratzeko epea, horrela definitzen da: espezie erradiaktiboaren hasierako nukleo zenbakiak erdira murrizteko behar duen denbora.

a desintegrazioa

Deskribatu zen erradiaktibitate naturalaren lehenengo kasua a desintegrazioarena izan zen. Prozesu hau, nukleo astun bat arinago beste batean eta alfa partikula batean (helioko atomo baten nukleoa, 4 zenbaki atomikoa duena, edo helio-4) deskonposatzea da.

Erreakzio honen adibide klasikoa da torioko nukleo bat erradioko beste bat eta alfa partikula batean deskonposatzea da, Q energia askatuz , 4.08 MeV -ren berdina. Energia honen parterik handiena energia zinetikoa bihurtzen da alfa partikulentzat.

b desintegrazioa

Prozesu nuklearraren bigarren modua b desintegrazioa deiturikoa da, eta bere ezaugarri nabariena elektroiak askatzen dituela da (beta partikulak ere deiturikoak). Erreakzio hau, neutroi bat nukleo baten barruan edo askean desintegratzen denean gertatzen da, horrela, protoi bat, elektroi bat eta antineutrino elektroniko bat sortzeko, ondorengo eskema jarraituz:

Askatutako energia elektroia eta _e antineutrino elektronikoaren artean banatzen da. Eskala nuklear orokorrean, aurreko erreakzioa modu honetan adierazten da:

Beraz, beta desintegrazio batean masa zenbakia mantentzen da, baina sortzen den nukleoak, jatorrizkoak baino protoi bat gehiago dauka. Adibidez, karbono 14-k nitrogeno 14 sortzen du, organismo bizidunen datatze prozeduretan oso baliagarria den erreakzio batean.

Prozesu honen modu berezi bat, b⁺ desintegrazioa da, honetan, jatorrizko nukleoaren protoi bat zatitzean neutroi bat, positroi bat (antielektroi) eta neutrino elektroniko bat sortzen ditu:

Kasu honetan, masa zenbakia mantentzen da, baina sortzen den nukleoak, jatorrizkoak baino protoi bat gutxiago dauka.

g desintegrazioa

Erradiaktibitate naturalaren beste modu arrunt bat nukleo atomikoek fotoiak askatzea da, aztoratutako nukleo bat energia gutxiagoko egoera batetara pasatzen denean. Prozesu hau, g desintegrazioa bezala ezagutzen da, eta energia altuko protoiak sortzen ditu (megaelektroiboltio batzuk inguru).

Gamma desintegrazio prozesuetan parte hartzen duten frekuentziek 1020Hz-ko balioak hartzera iristen dira.

Erradiaktibitate artifiziala

1934an, deskubritu zen erradiaktibitatea ez zela agertzen bakarrik nukleo ezegonkorretako zenbait atomotan, baizik eta metodo artifizialen bidez ere lor zitekeela, atomo batzuk eraldatuz beste batzuk sortzeko. Espezie erradiaktibo hauek (elementu kimikoen taula periodikoan zeuden zenbaki atomiko altuetarako laukitxoak betetzen hasi zirenak) sortzeko metodo arruntena neutroien bidez eragindako fisio nuklearra izan zen. Zenbait atomo protoien bonbardaketaren bitartez ere sortzen dira artifizialki erreakzio nuklearrak, deuteroiak (deuterioko nukleoak, edo hidrogeno 2), etab. Prozesu hauek partikulen azeleragailuetan edo erreaktore nuklearretan gertatzen dira.