Czy substancja promieniotwórcza straci z czasem swoje właściwości - część 1
Promieniotwórczość w przyrodzie
Niemniej nawet atomy tego samego pierwiastka mogą różnić się między sobą. Dla danego pierwiastka stała pozostaje liczba protonów w jądrze atomowym (a co za tym idzie - również liczba elektronów krążących wokół jądra). Liczba neutronów nie musi w każdym przypadku być identyczna i jeśli dwa atomy tego samego pierwiastka różnią się tą liczbą, nazywamy je izotopami.
Jakkolwiek różne izotopy jednego pierwiastka wykazują w zasadzie identyczne właściwości chemiczne, to już niekoniecznie zachowują się tak samo, jeśli chodzi o ich właściwości fizyczne. Każdy pierwiastek ma przynajmniej jeden izotop stabilny, który nie ulega żadnym rozpadom. Może również mieć kilka izotopów niestabilnych (promieniotwórczych), które ulegają samoistnym przemianom, emitując bardzo przenikliwe promieniowanie jądrowe.
W wyniku różnego rodzaju przemian jądrowych wydziela się pewna ilości energii, co znajduje zastosowanie na przykład w elektrowniach atomowych czy niektórych rodzajach silników napędzających pojazdy kosmiczne. Osobnym (i dosyć szerokim zagadnieniem) jest również wykorzystanie promieniotwórczości w terapii nowotworów czy diagnostyce medycznej.
Odrobina historii
Często odkrycie promieniotwórczości przypisuje się Marii Skłodowskiej-Curie. W rzeczywistości zjawisko to zostało odkryte przez Henryka Becquerela w 1896 roku. Skłodowska-Curie odkryła natomiast nowy pierwiastek rad, pracując pod okiem Becquerela i pisząc u niego pracę doktorską.
zm. 25 sierpnia 1908 w Le Croisic) - francuski chemik i fizyk,
laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w 1903
za odkrycie promieniotwórczości.
(źródło: wikipedia.org)
Prawo rozpadu promieniotwórczego
Załóżmy, że mamy pewną próbkę zawierającą w chwili początkowej N0 jąder pewnego izotopu niestabilnego i chcielibyśmy wiedzieć, czy substancja ta już na zawsze pozostanie promieniotwórcza, czy też z czasem straci swoje właściwości. Wzór opisujący zależność liczby jąder promieniotwórczych w próbce od czasu ma postać N(t)=N0e-λt, gdzie λ jest pewną stałą, charakterystyczną dla danego izotopu. Wartość N(t) z kolei to liczba jąder pozostająca w próbce po czasie t.
Osoby znające pojęcie funkcji wykładniczej i potrafiące zinterpretować powyższy wzór z pewnością zauważą, iż wyrażenie to zawsze przyjmuje wartość dodatnią. Choć wartość ta maleje z czasem, nigdy nie dochodzi do zera. Czy w takim razie żadna substancja promieniotwórcza nie rozpadnie się do końca i zawsze pozostaną w niej jakieś jądra niestabilne? Gdyby tak było w istocie, mielibyśmy poważny problem. Bo co w takim razie z odpadami z elektrowni jądrowych albo pacjentami, którzy musieli przyjąć pewną dawkę izotopu promieniotwórczego w ramach radioterapii?
Na szczęście wzór ten należy rozumieć jedynie jako opis matematyczny zjawiska rozpadu i pewne przybliżenie rzeczywistości. Uzyskane wyniki (bardzo często są to liczby niecałkowite) odzwierciedlają jedynie prawdopodobieństwo pozostania jakichś jąder promieniotwórczych w próbce, o czym będzie można się przekonać, wykonując prostą symulację rozpadu jądrowego.
Sprawdź swoją wiedzę
Przed przystąpieniem do przeprowadzenia symulacji sprawdź, co pamiętasz z powyższego tekstu. W tym celu rozwiąż wykreślankę, znajdując pojęcia, które się w nim pojawiły. Szukane słowa mogły zostać zapisane poziomo, pionowo, ukośnie - również w odwrotnej kolejności liter.
jednego szukanego hasła.
Joanna Borgensztajn
