Promieniotwórczość indukowana - Induced radioactivity

Promieniotwórczość indukowana , zwana także radioaktywnością sztuczną lub radioaktywnością wytworzoną przez człowieka , to proces wykorzystania promieniowania do uczynienia wcześniej stabilnego materiału radioaktywnym . Zespół męża i żony Irène Joliot-Curie i Frédéric Joliot-Curie odkryli radioaktywność indukowaną w 1934 roku i za to odkrycie podzielili się Nagrodą Nobla z chemii z 1935 roku .

Irène Curie rozpoczęła swoje badania od swoich rodziców, Marie Curie i Pierre'a Curie , badając naturalną radioaktywność występującą w izotopach promieniotwórczych . Irene odeszła od Curies, aby zbadać przekształcanie stabilnych izotopów w radioaktywne izotopy poprzez bombardowanie stabilnego materiału cząstkami alfa (oznaczonymi jako α). Joliot-Curies wykazał, że kiedy lżejsze pierwiastki, takie jak bor i aluminium , były bombardowane cząstkami α, lżejsze pierwiastki nadal emitowały promieniowanie nawet po usunięciu źródła α. Wykazali, że promieniowanie to składa się z cząstek przenoszących jeden jednostkowy ładunek dodatni o masie równej masie elektronu, znanego obecnie jako pozyton .

Aktywacja neutronów jest główną formą indukowanej radioaktywności. Występuje, gdy jądro atomowe wychwytuje jeden lub więcej wolnych neutronów . Ten nowy, cięższy izotop może być stabilny lub niestabilny (radioaktywny), w zależności od zastosowanego pierwiastka chemicznego . Neutrony, ponieważ rozpada się w ciągu kilku minut zewnętrznej jądra atomowego neutrony można osiągnąć tylko z rozpadu promieniotwórczego , reakcji jądrowej i oddziaływanie wysokiej energii, na przykład promieni kosmicznych lub akcelerator emisji. Neutrony, które zostały spowolnione przez moderator neutronów ( neutrony termiczne ), są bardziej narażone na wychwytywanie przez jądra niż szybkie neutrony.

Mniej powszechna forma indukowanej radioaktywności jest wynikiem usunięcia neutronu przez fotodezintegrację . W tej reakcji foton o wysokiej energii ( promień gamma ) uderza w jądro z energią większą niż energia wiązania jądra, które uwalnia neutron. Ta reakcja ma minimalną wartość odcięcia 2 MeV (dla deuteru ) i około 10 MeV dla większości ciężkich jąder. Wiele radionuklidów nie wytwarza promieniowania gamma o energii wystarczająco dużej, aby wywołać tę reakcję. Do izotopów użyte w naświetlaniu żywności ( kobaltu-60 , cez-137 ) obie mają pików energii poniżej tej wartości granicznej, a więc nie może wywołać radioaktywności w żywności.

Warunki panujące w niektórych typach reaktorów jądrowych z dużym strumieniem neutronów mogą wywoływać radioaktywność. Elementy w tych reaktorach mogą stać się wysoce radioaktywne w wyniku promieniowania, na które są narażone. Indukowana radioaktywność zwiększa ilość odpadów radioaktywnych, które ostatecznie muszą zostać usunięte, ale nie jest określane jako skażenie radioaktywne, chyba że jest to niekontrolowane.

Dalsze badania przeprowadzone pierwotnie przez Irene i Frederica Joliot-Curie doprowadziły do ​​opracowania nowoczesnych technik leczenia różnych typów nowotworów.

Zobacz też

Uwagi

  1. ^ Fassò Alberto; Silari Marco; Ulrici, Luisa (październik 1999). Przewidywanie radioaktywności indukowanej w akceleratorach wysokich energii (PDF) . Dziewiąta międzynarodowa konferencja nt. Ochrony przed promieniowaniem, Tsukuba, Japonia, 17–22 października 1999 r. Stanford, Kalifornia: SLAC National Accelerator Laboratory , Stanford University . SLAC-PUB-8215 . Źródło 10 grudnia 2018 r .
  2. ^ „Irène Joliot-Curie: biograficzna” . Nagroda Nobla . nd . Źródło 10 grudnia 2018 r .
  3. ^ Thomadsen, Bruce; Nath, Ravinder; Bateman, Fred B .; Farr, Jonathan; Glisson, Cal; Islam, Mohammad K .; LaFrance, Terry; Moore, Mary E .; George Xu, X .; Yudelev, Mark (2014). „Potencjalne zagrożenie spowodowane promieniotwórczością indukowaną wtórną do radioterapii”. Fizyka zdrowia . 107 (5): 442–460. doi : 10.1097 / HP.0000000000000139 . ISSN   0017-9078 . PMID   25271934 .
  4. ^ Cez-137 emituje gammy przy 662 keV, podczas gdy kobalt-60 emituje gammy przy 1,17 i 1,33 MeV.
  5. ^ „Irène Joliot-Curie i Frédéric Joliot” . Instytut Historii Nauki . Źródło 21 marca 2018 r .

Linki zewnętrzne