Radioaktiveco

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Salti al navigilo Salti al serĉilo
Radioactivity symbol.png

Radioaktiveco (aǔ radiaktiveco) estas la eco pri elsendo de subatomaj partikloj el atomkernoj.

Ĝi estas natura fenomeno, kiu spontanee okazas al kelkaj nuklidoj, nomataj radioaktivaj nuklidoj. La procezo ĝenerale ŝuldiĝas al la strukturo de la atomkerno, kiu povas havi eksceson de unu el la eroj (protonojneŭtronoj) kiuj ĝin konsistigas.

La elsenditaj materialoj estas nomataj joniga radiado, kaj estas ĉefe de tri tipoj:

La rezultanta nukleo estas malsimila al la origina, kaj siavice povas esti ankaŭ radioaktiva, en kies kazo produktiĝas nova radioaktiva ĉeno.

Historio de malkovro[redakti | redakti fonton]

Pierre kaj Marie Curie en sia laboratorio de Parizo, antaŭ 1907.

Radioaktiveco estis malkovrita en 1896 fare de la Franca sciencisto Henri Becquerel, dum li estis labworante ĉe fosforeskaj materialoj.[1] Tiu materialoj brilis en malhelo post eksponado al lumo, kaj li suspektis, ke la brilo produktita en katodradia tubo pere de Ikso-radioj povus esti asociata kun fosforesko. Li envolvis fotografian platon en nigra papero kaj metis variajn fosforeskajn salojn en ĝin. Ĉiuj rezultoj estis negativaj ĝis li uzis salojn el uranio. La uranisaloj kreis nigrigon de la plato spite la fakton ke la plato jam estis envovlita en nigra papero. Tiuj radiadoj ricevis la nomon de "radioj de Becquerel".

Baldaŭ klariĝis, ke la nigrigo de la plato neniel rilatas al la fosforesko, ĉar la nigrigo estis produktita ankaŭ de ne-fosforeskaj saloj el uranio kaj eĉ de metala uranio mem. Klariĝis el tiuj eksperimentoj, ke estas formo de nevidebla radiado kiu povas trapasi tra papero kaj estis okaziginta la fakton ke la plato reagas kvazaŭ ĝi estas eksponita al la lumo.

Dekomence, aspektis, kvazaŭ tiu nova radioaktiveco estas simila al la tiam ĵus malkovritaj Ikso-radioj. Plia esplorado fare de Becquerel, Ernest Rutherford, Paul Villard, Pierre Curie, Marie Curie, kaj aliaj montris, ke tiu formo de radioaktiveco estas multe pli komplika. Rutherford estis la unua kiu konstatis, ke tiuj ĉiuj elementoj radias kongrue kun la sama matematika eksponencia formulo. Rutherford kaj lia disĉiplo Frederick Soddy estis la unuaj kiuj konstatis, ke multaj radiprocezoj rezultis en la transmutacio de unu elemento al alia. Poste, la leĝoj de radioaktiva transigo de Fajans kaj Soddy estis formulitaj por priskribi la produktojn de Alfa kaj Beta-radiado.[2][3]

La dekomencaj esploristoj malkovris ankaŭ, ke multaj aliaj kemiaj elementoj, krom uranio, havas radioaktivajn izotopojn. Sistema esplorado por la totala radioaktiveco en uraniaj ercoj gvidis ankaŭ la esploristojn Pierre kaj Marie Curie por izoligi du novajn elementojn: nome polonio kaj radiumo. Escepte pro la radioaktiveco de radiumo, la kemia simileco de radiumo al bario faris tiujn du elementojn malfacile distingeblaj.

La studoj de Marie kaj Pierre Curie pri radioaktiveco estas grava faktoro en scienco kaj medicino. Post ilia esplorado pri la radioj de Becquerel kondukis ilin al la malkovro kaj de la radiumo kaj de la polonio, ili stampis la terminon "radioaktiveco".[4] Ilia esplorado pri la penetrantaj radioj en uranio kaj la malkovro de radiumo lanĉis eraon de uzado de radiumo por la traktado de kancero. Ilia esplorado de radiumo povas esti konsiderita kiel la unua pacema uzado de nuklea energio kaj la startigo de moderna nuklea medicino.[4]

Dekomencaj sandanĝeroj[redakti | redakti fonton]

Loupe.svg Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Joniga radiado.
Farante bildon de Ikso-radioj per frua aparato de tuboj de Crookes en 1896. La Tubo de Crookes estas videbla centre. La stara homo estas vidanta sian manon per ekrano de fluoroscenco; tiu estis ofta vojo formi la tubon. Oni ne zorgis kontraŭ ekspono al radiado; ties danĝeroj ne estis konataj tiam.

La danĝeroj de Joniga radiado pro radioaktiveco kaj Ikso-radioj ne estis tuj agnoskitaj.

Ikso-radioj[redakti | redakti fonton]

La malkovro de Ikso-radioj fare de Wilhelm Röntgen en 1895 kondukis al disvastigita eksperimentado fare de sciencistoj, fizkistoj kaj inventistoj. Multaj personoj ekrakontis historiojn de bruligo, hararperdo kaj sanmalbonigo en teknikaj ĵurnalistoj tiom frue kiom ĝis 1896. En februaro de tiu jaro, Profesoro Daniel kaj Dro. Dudley de Vanderbilt University plenumis eksperimenton pri ikso-radiado sur la kapo de Dudley kiu rezultis en lia hararperdo. Informo de Dro. H.D. Hawks, pri sia suferigaj akraj bruloj en mano kaj brusto dum montro de Ikso-radioj, estis la unua de multaj aliaj postaj informoj en Electrical Review.[5]

Ankaŭ aliaj eksperimentistoj, kiel Elihu Thomson kaj Nikola Tesla, informis pri bruligadoj. Thomson intence eksponis fingron al tubo de Ikso-radioj dum ioma periodo de tempo kaj suferis doloron, ŝveladon kaj brulegon.[6] Aliaj efikantoj, kiel ultraviola radiado kaj ozono, estis foje kulpigitaj pro la damaĝo,[7] kaj ankoraŭ multaj kuracistoj plendis, ke tio estas tute ne efiko de la ekspono al Ikso-radioj.[6]

Spite tion, estis kelkaj fruaj sistemaj kontraŭdanĝeraj esploroj, kaj tiom frue kiom ĝis en 1902 William Herbert Rollins verkis preskaŭ despere ke liaj avertoj pri la danĝeroj de la senzorga uzado de Ikso-radioj ne estis atentitaj, ĉu pere de industrio aŭ fare de siaj kolegoj. Tiame, Rollins estis pruvinta, ke la Ikso-radioj povas mortigi eksperimentajn animalojn, povas okazigi, ke graveda numido abortu, kaj ke tio povas mortigi abortaĵon.[8] Li ankaŭ rimarkis, ke "animaloj varias en la ricevo de ekstera agado de Ikso-radioj" kaj avertis, ke tiuj diferencoj estis konsiderataj kiam pacientoj estis traktitaj pere de rimedoj de Ikso-radioj.

Radioaktivaj substancoj[redakti | redakti fonton]

Radioaktiveco estas karaktero de elementoj kun granda atoma nombro. Elementoj kun almenaŭ unu stabila izotopo estas montrataj helblue. Verda koloro montras elementojn kies plej stabila izotopo havas duonan vivon mezuritan en milionoj da jaroj. Flava kaj oranĝa koloroj estas iom post iom malpli stabilaj, kun duonvivoj en miloj aŭ centoj da jaroj, suben ĝis nur unu tago. Ruĝa kaj purpura koloroj montras tre altajn kaj ekstremajn radioaktivajn elementojn kie la plej stabilaj izotopoj montras duonvivojn mezuritajn en la gamo de unu tago kaj multe malplie.

Tamen, la biologiaj efikoj de radiado pro radioaktivaj substancoj estis malfacile takseblaj. Tio havigis la oportunon por multaj kuracistoj kaj korporacioj merkatigi radioaktivajn substancojn kiel patentigitaj kuraciloj. Ekzemploj estas radiuma traktado per klistero, kaj radium-enhavaj akvoj trinkotaj kiel tonikaĵoj. Marie Curie protestis kontraŭ tiu speco de traktado, avertante, ke la efikoj de radiado sur la homa korpo ne estis bone komprenataj. Curie poste mortis pro aplazia anemio, plej verŝajne okazigita pro ekspono al joniga radiado. Ĉirkaŭ la 1930-aj jaroj, post nombraj okazoj de osta nekrozo kaj morto de entuziasmuloj de radiuma traktado, radium-enhavaj medicinaj produktoj estis tre forigitaj el la merkato (radioaktiva ĉarlatanismo).

Radiprotektado[redakti | redakti fonton]

Loupe.svg Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Radiprotektado.

Nur unu jaron post la malkovro fare de Röntgen pri la Ikso-radioj, la usona inĝeniero Wolfram Fuchs (1896) havigis tion kio estis probable la unua konsilo por protekto, sed nur en 1925 okazis la unua Internacia Kongreso de Radiologio (IKR) kaj ĝi konsideris la establadon de normigoj por internacia protektado. La efikoj de radiado sur genoj, inklude la efikon de kancera risko, estis agnoskitaj multe pli poste. En 1927, Hermann Joseph Muller publikigis esplorojn montrantajn genetikajn efikojn kaj, en 1946, li ricevis la Nobel-premion pri fiziologio aŭ medicino pro siaj trovitaĵoj.

La konsciiĝo de la potenciala danĝero, kiu havas la troan ekspozicion al la jonigaj radiadoj, kondukis la aŭtoritatojn fiksi la reglamentajn normojn por la limoj de dozo. Ĉi tiuj limoj respondas al suplementa risko akceptebla rilate al la natura risko.

Ekzemploj de radioaktivaj nuklidoj[redakti | redakti fonton]

Disko de uranio iomete radioaktiva.

Fizika unuo[redakti | redakti fonton]

Radioaktiveco estas ankaŭ la nomo de fizika unuo, kiu mezuras la kvanton de radioaktiva materialo. Ĝi estas indikita per la nombro de malintegriĝoj en la unuo de tempo.

La SI unuo de radioaktiveco estas la bekerelo (simbolo Bq) kiu estas la derivita unuo pri radioaktiveco kadre de la Sistemo Internacia de Unuoj. Ĝi estas difinita kiel la aktiveco de kvanto de radioaktiva materio en kiu unu atoma nukleo diseriĝas en unu sekundo. Tial ĝi estas ekvivalenta al s−1. Oni povas ankaŭ uzi la bekerelon por la frekvenco de neperiodaj eventoj; por periodaj eventoj la herco, ankaŭ difinita kiel s−1, estas uzata kiel unuo.

Pli malnova unuo de radioaktiveco estis la kurio. Kurio estas ekvivalenta al 3,70 x 1010 diseriĝoj en unu sekundo: proksimume la aktiveco de 1 g de radiumo-226 (Ci), difinita kiel 3,7×1010 bekereloj aŭ 37 GBq.

Radioĥemio[redakti | redakti fonton]

La tipoj de radioaktiveco en papero, aluminio kaj plumbo kaj ties niveloj de penetrado.

Radioĥemio estas la ĥemio de radioaktivaj materialoj, kie radioaktivaj izotopoj de elementoj uzatas por studi la ecojn kaj ĥemiajn reakciojn de ne-radioaktivaj izotopoj (ofte en radioĥemio la foresto de radioaktiveco kondukas al substanco priskribata kiel senaga kiam la izotopoj estas stabilaj). Ofte radioĥemiistoj traktas la uzon de radioaktiveco por studi ordinarajn ĥemiajn reakciojn.

Radioaktiva rubo[redakti | redakti fonton]

Transporto de alte radioaktiva, forbrulinta nuklea bruligaĵo el brita NE Hinkley Point.
Loupe.svg Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Radioaktiva rubo.

Radioaktiva rubo estas materialo, kiu havas radioaktivajn ecojn kaj kiu ne havas pluan valoran eluzon.

Oni kutime dividas la rubon laŭ sia aktiveco jene:

  • malaltaktivaj – kutime restaĵoj de malmulte kontaminitaj materialoj
  • meze aktivaj – pluraj kontaminitaj materialoj kun pli granda enhavo, laŭ speco eblas deponi en supraĵan aŭ profundan deponejon
  • alte aktivaj – ekzemple forbrulinta nuklea bruligaĵo aŭ restaĵoj post ties alilaborigo

Laŭ deveno de la rubo oni eblas dividi ĝin jene:

  • Forbrulinta nuklea bruligaĵo – kiu estas deponata post eluzo en nukleja elektrejo kaj poste ĝi estas deponita en ŝirmajn kontenerojn en subterejo. Fakte ne temas pri absoluta rubo, ĉar eblas ties plua eluzo.
  • Restaĵoj el diagnostiko en sansistemo – restinta materialo el sansistemo uzita dum diagnostiko aŭ dum kuracado de malsanoj – radiologio (ekz.: gama tranĉilo)

Institucioj[redakti | redakti fonton]

Gravuloj[redakti | redakti fonton]

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]

Notoj[redakti | redakti fonton]

  1. MOULD, Richard F.. (1995) A century of X-rays and radioactivity in medicine : with emphasis on photographic records of the early years. Bristol: Inst. of Physics Publ.. ISBN 978-0-7503-0224-1.
  2. Kasimir Fajans, "Radioactive transformations and the periodic system of the elements". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, Nr. 46, 1913, pp. 422–439
  3. Frederick Soddy, "The Radio Elements and the Periodic Law", Chem. News, Nr. 107, 1913, pp. 97–99
  4. 4,0 4,1 L'ANNUNZIATA, Michael F.. (2007) Radioactivity: Introduction and History. Amsterdam, Netherlands: Elsevier Science, p. 2. ISBN 9780080548883.
  5. (2011) “Early victims of X-rays: a tribute and current perception”, Dentomaxillofacial Radiology 40 (2), p. 123–125. doi:10.1259/dmfr/73488299. 
  6. 6,0 6,1 Ronald L. Kathern kaj Paul L. Ziemer, The First Fifty Years of Radiation Protection, physics.isu.edu
  7. (July 2008) “Nikola Tesla and the Discovery of X-rays”, RadioGraphics 28 (4), p. 1189–92. doi:10.1148/rg.284075206. 
  8. Geoff Meggitt (2008), Taming the Rays - A history of Radiation and Protection., Lulu.com, ISBN 978-1-4092-4667-1 
  • En tiu ĉi artikolo estas uzita traduko de teksto el la artikolo Radioactive decay en la angla Vikipedio.