Rozdíl mezi aktivitou a emisí radioaktivity

Radioaktivita je schopnost některých atomů (radionuklidů) se samovolně přeměňovat na jiné atomy (nuklidy/radionuklidy). Účelem radioaktivní přeměny je dosažení stability atomu. Protože jde o procesy probíhající v jádře atomu, není možné rychlost proměny jádra ovlivnit žádným fyzikálním nebo chemickým procesem.

Za objevitele radioaktivity je považován Henri Becquerel, francouzský fyzik a člen francouzské Akademie věd, který se z počátku zabýval optickými vlastnostmi látek. Při pokusech s fotografickou deskou a materiálem, který na fotografické desce způsoboval chemické reakce bez nutnosti světelného ozáření, usoudil, že soli vyzařují záření jiné než světelné povahy. Na jeho objevy navázali manželé Pierre Curie a Marie Curie-Skłodowska.

Marie Curie-Skłodowska vůbec poprvé pojmenovala tuto vlastnost, do této doby známou jako Becquerelovy paprsky, jako radioaktivitu. Po zkoumaní a měření dalších hornin manželé Curieovi objevili řadu dalších radioaktivních prvků. Mezi ně se řadí polonium (150krát radioaktivnější než uran) a radium (900krát radioaktivnější než uran). V roce 1899 doplnila Marie Curie-Skłodowska své objevy o hypotézu, že radioaktivita je přirozený děj, při kterém jádra atomů těžkých prvků vyzařují záření a zároveň se přeměňují na jádra lehčích prvků. Tento jev byl označen přirozená radioaktivita.

V radioaktivním nuklidu, vyzařujícím alfa nebo beta záření, probíhají procesy přeměn, díky kterým vzniká stabilní nuklid. Měření probíhá v jednotkách becquerel [Bq]. se rovná aktivitě 1 kg zářiče a objemovou (popř. Jako poločas přeměny T1/2 označujeme dobu, během které klesne aktivita vzorku na polovinu. určit pouze pravděpodobnost dané přeměny.

Typy radioaktivního záření

Záření, které doprovází radioaktivní přeměnu látek, označujeme prvními třemi písmeny řecké abecedy - a, b, g .

Čtěte také: Regionální klima na Madagaskaru

Záření alfa (α)

Záření α je proud letících jader helia (částice alfa). Částice alfa je složena ze dvou protonů a dvou neutronů, nese dva kladné náboje. Nuklid vzniklý rozpadem α má z důvodu zachování nukleonového čísla a elektrického náboje protonové číslo o 2 nižší, je tedy v periodické soustavě prvků posunut vzhledem k původnímu jádru o dvě místa vlevo. Samo jádro těžkého prvku se vrací z excitovaného stavu do stavu energeticky základního emisí kvant záření γ. Vyznačuje se vysokou ionizační schopností, tj. schopností vytvářet velký počet párů elektron-iont podél své dráhy letu látkou.

Ve srovnání s hmotností emitujícího jádra má emitovaná částice velmi malou hmotnost. Kinetická energie jádra při emisi částice je prakticky zanedbatelná. Záření alfa má silné ionizační účinky, má však malou pronikavost. Rychlost šíření dosahuje až 10⁷ m.s^-1 a letící částice proniká jen několikacentimetrovou vrstvou vzduchu. Odstínit se dá i běžným listem papíru. Vnější působení na člověka nemá prakticky žádný účinek, neboť je záření pohlceno buňkami dlaždicového kožního epitelu. Vnitřní působení záření (např. v plicích) však může poškodit genetický materiál a tak vést ke vzniku nádorového onemocnění. Alfa záření lze využít také k léčebným účelům.

Záření beta (β)

Záření beta jsou částice (elektrony nebo pozitrony), které jsou vysílány radioaktivními jádry prvků při přeměně beta. Nesou kladný nebo záporný elektrický náboj a jejich pohyb může být ovlivňován elektrickým polem. Záření β je asi stokrát pronikavější než záření α, nicméně má menší ionizační účinky.

Z jader prvků s nadbytkem neutronů jsou však vyzářeny částice nesoucí buď kladný elektrický náboj, tzv. pozitony (β+), nebo částice nesoucí záporně nabitý elektrický náboj, tedy elektrony (β-). Při tomto procesu je navíc emitována ještě další částice, tzv. Může proniknout pouze materiály s nízkou hustotou, popř. materiály s malou tloušťkou (zachytí jej i hliníková fólie).

• β+: Při vyzáření proudu pozitronů prvkem se uvnitř původního jádra přemění proton na neutron.
• β-: Při vyzáření proudu elektronů prvkem se uvnitř původního jádra přemění neutron na proton.

Záření gama (γ)

Záření gama je složeno z proudu fotonů (elektromagnetické záření). Je výrazně pronikavější než alfa a beta záření, ve vzduchu má dosah i několik km, v tkáni centimetry. Na rozdíl od předchozích dvou přeměn elektromagnetickým zářením. Má nejkratší vlnové délky (pod 125-200 pm), extrémně vysoké frekvence vlnění (vyšší než 10¹⁹ Hz) a nejvyšší energii (nad 100 keV). Má výrazný kvantový ráz, takže se projevuje jako proud částic (fotonů).

Čtěte také: Český právní řád: ekologická škoda

Energie nukleonů v jádře je kvantována, každý nukleon se vyskytuje jen v určitém kvantovém stavu. Přechod z jednoho stavu do druhého se může dít pouze za současného dodání nebo uvolnění energie. Při záření γ tedy nedochází k přeměně prvků, ale pouze ke snížení vnitřní energie nukleonů v jádře. Vzhledem k velice krátkým vlnovým délkám má záření γ velkou energii a velkou pronikavost. Magnetické pole průběh tohoto záření nijak neovlivňuje, poněvadž je nehmotné.

Aktivita radioaktivní látky

Becquerel (Bq) je jednotka, ve které se vyjadřuje aktivita radioaktivní látky. Objemová aktivita vyjadřuje počet radioaktivních přeměn daného radionuklidu za jednotku času v určitém objemu (např. v 1 m³). Poločas rozpadu (T1/2) označuje dobu, za kterou se rozpadne polovina z celkového množství příslušného radionuklidu.

Další charakteristikou dané radioaktivní látky je vedle rozpadové konstanty také tzv. aktivitou. Jednotkou aktivity je reciproká sekunda. to, že v ní dochází v průměru k jedné přeměně za sekundu.

Účinky ionizujícího záření a ochrana před ním

Absorbovaná dávka D je podíl energie, kterou ionizující záření předá látce o určité hmotnosti. Dávkový příkon je dávka předaná látce za určitou dobu. Ekvivalentní dávka HT je absorbovaná dávka upravená na radiační účinnost daného typu ionizujícího záření (alfa, beta, gama) pomocí tzv. radiačního váhového faktoru.

Vzhledem k možným negativním účinkům ionizujícího záření na lidský organismus se v praxi využívá tří základních principů pro ochranu před tímto zářením: ochrana časem, ochrana vzdáleností a ochrana stíněním.

Čtěte také: Emise a jejich hlášení: Český kontext

Princip ochrany stíněním před účinky radioaktivního (ionizujícího) záření spočívá v použití překážky z určitého materiálu, která se umístí mezi zdroj záření a předpokládané místo výskytu chráněných osob.

Pro gama záření je třeba použít prvků s vysokou hustotou a vysokým protonovým číslem, nejčastěji olovo (Pb). Typickým příkladem jsou olověné kontejnery pro skladování a transport gama zářičů či olověné cihly. Ze stavebních materiálů je vhodný zejména beton s příměsí barytu (obklopující jaderný reaktor), dále ocel, wolfram či magnetit. V medicíně jsou důležité především olověné zástěny odstiňující záření z rentgenového přístroje.

Záření typu beta je v porovnání se zářením gama slabší a méně pronikavé, tudíž je i ochrana před ním snazší a méně nákladná. Nejčastěji je tvořena plexisklem, hliníkovou fólií či plastem.

Tabulka: Typické hodnoty dávkového ekvivalentu

tags: #rozdíl #mezi #aktivitou #a #emisí #radioaktivita

Oblíbené příspěvky:

• Jak na vodní kámen šetrně k přírodě
• Klimatické změny a vodní zdroje
• Definice Ekologického Modelu
• Více o simulátoru spalovny
• Vládní opatření proti světelnému znečištění