Radioactief verval treedt op wanneer een onstabiele kern energie vrijgeeft door straling en een stabiele kern wordt. Radioactieve desintegratie kan de vorm hebben van alfadeeltjes, bètadeeltjes, gammastralen, positronemissie, elektronenvangst, enz. Enkele voorbeelden van radioactief verval worden in dit artikel in detail besproken.
- Alfaverval van de uranium-238-kern
- Beta-verval van Thorium-234-kern
- Alfaverval van Polonium-210-kern
- Beta-verval van jodium-131-kern
- Gamma-verval van kobalt-60-kern
- Positronemissie van zuurstof-15-kern
- Elektronenvangst van Kalium-40
- Alfaverval van de uranium-234-kern
- Alfa-verval van Thorium-230-kern
- Alfa-verval van Radium-226
- Alfaverval van Polonium-218-kern
- Alfa-verval van Radon-222-kern
- Beta-verval van lood-214
- Bèta-verval van Bismut-214
- Alfa-verval van Polonium-214
- Beta-verval van lood-210
- Bèta-verval van Bismut-210
Alfaverval van de uranium-238-kern
Uranium-238, de meest voorkomende isotoop van uranium, ondergaat alfaverval en vormt Thorium-234. Tijdens deze reactie verliest de onstabiele uranium-238-kern 2 protonen en 2 neutronen om thorium-234 te vormen. Het alfadeeltje kan worden beschouwd als een heliumkern.
De alfadeeltjes zijn minder doordringend dan andere vormen van straling. Soms worden tijdens het vervalproces ook zwakke gammastralen uitgezonden. Van alle radioactieve desintegratieprocessen is alfaverval het minst gevaarlijk.
Het radioactieve verval kan worden weergegeven als:
Afbeeldingscredits: Wikimedia Commons
Beta-verval van Thorium-234-kern
Het thorium-234-nuclide ondergaat bètaverval door een elektron vrij te geven en protactinium-234 wordt gevormd. Dit soort bètaverval staat bekend als bèta-minusverval omdat er een energetisch negatief elektron vrijkomt.
Het vervalproces kan worden weergegeven door de volgende gebalanceerde vergelijking:
De
vertegenwoordigt anti-neutrino.
Zoals eerder vermeld, is het verval van thorium-234 tot protactinium-234 een bèta-minus verval. Het onderliggende proces is dat een neutron breekt in een proton plus een elektron; en het elektron wordt vrijgelaten uit de kern terwijl het proton in de kern blijft.
Alfaverval van Polonium-210-kern
Polonium is een van de natuurlijk voorkomende radioactieve elementen en komt voor in relatief zeer lage concentraties in de aardkorst.
Polonium-210, stabiele isotoop van polonium, vervalt tot een stabiele kern lood-206 door een alfadeeltje uit te zenden. De alfadeeltjes die worden uitgestoten door polonium-210 zijn in staat om aangrenzende lucht te ioniseren, wat op zijn beurt neutraliseert statische elektriciteit op de oppervlakken die in contact komen met lucht.
Het vervalproces kan als volgt worden weergegeven:
Polonium-210 vindt toepassingen in veel statische eliminators die hoofdzakelijk worden gebruikt om statische elektriciteit te elimineren in bepaalde apparaten vanwege de eigenschap van de uitgezonden alfadeeltjes.
Beta-verval van jodium-131-kern
Jodium-131-kern ondergaat bètaverval en vormt een stabiele xenon-131-kern. Dit is ook een bèta-minus verval.
De vervalreactie is als volgt:
Omdat zowel bètadeeltjes als gammastraling worden uitgezonden, staat het ook bekend als een bèta-gamma-straler. Dit maakt het bruikbaar op het gebied van nucleaire geneeskunde.
Afbeeldingscredits: Wikimedia Commons
Gamma-verval van kobalt-60-kern
Kobalt-60 is een radioactieve isotoop van kobalt, maar komt niet van nature voor.
De eigenlijke reactie vindt plaats door het bètaverval van kobalt-60 om stabiel nikkel-60 te produceren en deze kern zendt twee gammastralen uit.
De reactie kan worden weergegeven als:
Cobalt-60 is een gammastraler met hoge intensiteit en heeft verschillende toepassingen, zoals stralingsbronnen voor radiotherapie, bestraling van voedsel, sterilisatie van plaaginsecten, enzovoort.
Positronemissie van zuurstof-15-kern
De verhouding tussen neutronen en protonen is een sleutelfactor die de stabiliteit van een kern bepaalt. Radioactief verval vindt plaats om de kern te stabiliseren.
In zuurstof-15 is het aantal neutronen 7, wat minder is dan het aantal protonen, dat wil zeggen 8. Daarom ondergaat het positronemissie en wordt stikstof-15 gevormd. Positronemissie is ook wel bekend als bèta plus verval.
Dit gebeurt er bij een positronemissie:
De reactie van bèta plus verval van zuurstof-15 kan worden weergegeven als:
Elektronenvangst van Kalium-40
Kalium-40 is een voorbeeld van een natuurlijk voorkomende radioactieve isotoop van kalium, maar relatief in een zeer kleine fractie, ongeveer 0.012%.
Elektronenvangst is een radioactief vervalproces wanneer er een overvloed aan protonen in de kern is in vergelijking met neutronen naast de onvoldoende energie voor positronemissie.
Tijdens een elektronenvangst vangt de kern een atomair elektron op en daarom wordt proton getransformeerd in neutronen.
De elektronenvangst van kalium-40 is
Afbeeldingscredits: Wikimedia Commons
Alfaverval van de uranium-234-kern
Het uranium-234 is een indirect vervalproduct van uranium-238 en wordt door alfaverval onmiddellijk omgezet in thorium-230.
Het uitgestoten alfadeeltje is relatief minder penetrerend en er wordt thorium-230 gevormd.
De vervalreactie is:
Alfa-verval van Thorium-230-kern
Thorium-230 is een van de natuurlijk voorkomende radioactieve isotopen van thorium.
Thorium-230 is een onderdeel van de uraniumvervalreeks en radium-226 is het product van radioactief verval van deze thoriumkern. Tijdens het proces komen alfadeeltjes vrij.
Het alfaverval kan worden weergegeven als:
Thorium-230, dat een vervalproduct is van uranium-238, wordt aangetroffen in uraniumafzettingen en in uraniumafvalafval.
Alfa-verval van Radium-226
Radium is een alfadeeltjesstraler, een vervalproduct van uranium-238-vervalreeksen en is in verschillende hoeveelheden aanwezig in rotsen en bodems.
Radium-226 levert radon-222 op, een radioactief inert gas bij emissie van alfadeeltjes.
De vervalreactie is:
Radium is zeer radioactief, aangezien het ongeveer een miljoen keer radioactief is dan uranium en het vervalproduct, radon, wordt tegenwoordig gebruikt om verschillende vormen van kanker te behandelen.
Afbeeldingscredits: Wikimedia Commons
Alfaverval van Polonium-218-kern
Polonium-218 desintegreert voornamelijk door alfa-verval, hoewel wordt waargenomen dat bèta-emissie in sommige gevallen in minder hoeveelheden plaatsvindt.
Alfa-desintegratie van polonium-218 kan worden weergegeven door de volgende reactie:
Alfa-verval van Radon-222-kern
Radon-222, een zeer radioactief gasvormig element, is de meest stabiele isotoop van radon. Radon-222 is een van de belangrijkste oorzaken van longkanker omdat het een gas en radioactief is.
Radon-222 ondergaat alfa-desintegratie en polonium-218 wordt geproduceerd.
De desintegratiereactie is:
Radon is een belangrijke kankerverwekkende stof omdat het kan worden ingeademd en voordat het wordt uitgeademd, ondergaat het verval waarbij alfadeeltjes en/of gammastraling worden geproduceerd die onze cellen kunnen beschadigen. Vandaar dat radon longkanker kan veroorzaken.
Beta-verval van lood-214
Lood-214 ondergaat bèta-emissie en vormt Bismuth-214. Het type bètaverval is bèta minus verval.
Het radioactieve proces kan worden weergegeven als:
Bèta-verval van Bismut-214
Bismut-214 ondergaat bèta-desintegratie om Polonium-214-nuclide te vormen. Het vervalproces is bèta minus verval.
De onderliggende reactie is:
Alfa-verval van Polonium-214
Het alfaverval van polonium-214 levert lood-210 op.
De weergave van de vervalreactie is:
Beta-verval van lood-210
Lood-210 is een natuurlijk voorkomend radioactief nuclide van de uraniumvervalreeks.
Een bèta minus verval van lood-210 levert bismut-210 op. Dit proces gaat gepaard met emissie van energie door gammastraling.
De reactie voor de beta minus desintegratie kan op de volgende manier worden weergegeven:
Bèta-verval van Bismut-210
Bismut-210 ondergaat bèta-desintegratie en vormt polonium-210.
Het bèta minus verval kan als volgt worden weergegeven:
In de natuur komt polonium meer geconcentreerd voor in tabak. Omdat het een alfa-emitter is wanneer tabak wordt gerookt, wordt polonium ingeademd, wat leidt tot schade aan cellen als gevolg van de uitgezonden alfadeeltjes van polonium.
Conclusie
In dit artikel, verschillende radioactief verval voorbeelden zijn uitvoerig besproken. Hoewel blootstelling aan straling in verschillende contexten schadelijk is; sommige processen van radioactief verval vinden toepassing op medisch gebied, met name voor de behandeling van kanker. Afgezien van medische toepassingen, maken verschillende industriële processen gebruik van vervalproces, afhankelijk van de behoeften.
Lees ook:
- Waarom wordt vitamine D vaak de zonnevitamine genoemd?
- Waar komen verschijnselen als halo’s en zonnehonden vandaan in de meteorologie?
- Amplitude
- Voorbeelden van beweegbare katrollen
- Vorming van sterrenstelseldefinities 5 interessante feiten
- Is maakbaarheid een fysieke eigenschap?
- Voorbeelden van vaste katrollen
- Luidheid en amplitude
- Is messing kneedbaar
- Is hardheid een fysieke eigenschap?
Hallo, ik ben Deeksha Dinesh, momenteel bezig met een postgraduaat in natuurkunde met een specialisatie op het gebied van astrofysica. Ik breng concepten graag op een eenvoudigere manier voor de lezers.
Hallo medelezer,
We zijn een klein team bij Techiescience, dat hard werkt tussen de grote spelers. Als je het leuk vindt wat je ziet, deel dan onze inhoud op sociale media. Uw steun maakt een groot verschil. Bedankt!