רדיואקטיביות

1. רדיואקטיביות

2. רדיואקטיביות רדיואקטיביות היא התפרקות של גרעין אטוםבלתי יציב לגורמים פשוטים יותר (שגם הם יכולים להיות בלתי יציבים), תוך כדי פליטת קרינה. תהליך של שחרור חלקיקים מגרעיני אטומים נקרא: התפרקותאודעיכה. לכל אטום רדיואקטיבי יש זמן מחצית חיים משלו. T1/2– זמן מחצית חיים, זהו הזמן הדרוש לפירוק מחצית מכמות נתונה של אטום רדיואקטיבי.

3. סוגי החלקיקים שעשויים להשתחרר מגרעין של אטום בלתי יציב: גרעין של אטום בלתי יציב • חלקיק a: מורכב משני נויטרונים • ושני פרוטונים (גרעין של הליום) • חלקיק b: הוא אלקטרון בעל • מהירות תנועה גבוהה. • חלקיקי g:צורת קרינה • אלקטרומגנטית (קרני X, קרינת • אור). כל אחד מהחלקיקים הללו יוצר קרינה. לכל אחת מהקרינות יש אנרגיה ועוצמה.

4. קרינת - קרינה חלקיקית. כל חלקיק מורכב משני פרוטונים ומשני נויטרונים - גרעין של הליום. סוגי קרינה רדיואקטיבית

5. קרינת a כל חלקיק של קרינת a מכיל שני פרוטונים ושני ניוטרונים. בשל כך, כאשר גרעין של אטום רדיואקטיבי פולט קרינת a, המספר האטומי שלו (מספר הפרוטונים שלו) קטן ב-2 ואילו מספר המסה שלו קטן ב-4. כך למשל, הופך גרעין אורניום 238 הפולט חלקיק אלפא ל- תוריום 234. איזוטופ של תוריום

6. 232 90 מסה 232 4 228 ThHe + Ra מס' אטומי 90 2 88 היסוד הרדיואקטיבי שמתפרק נקרא: רדיואיזוטופ. אם כך, בהתפרקות רדיואיזוטופ נוצר יסוד חדש. דוגמא נוספת להתפרקות קרינת a: רשמו את משוואת הפירוק a של היסודTh

7. מסה 232 4 228 ThHe + Ra מס' אטומי 90 2 88 בהתפרקות של רדיואיזוטופ נוצר יסוד חדש: בהתפרקות של האיזוטופ תוריום (Thorium – Th), שבה משתחרר חלקיק α (שני פרוטונים + שני נויטרונים = He), נוצר יסוד חדש - רדיום (Radium – Ra). האיזוטופ החדש נקרא איזוטופ בת.

8. קרינת  - קרינה חלקיקית. כל חלקיק הוא אלקטרון.

9. קרינת b • קרינה שבה נפלט אלקטרון מן הגרעין. • האלקטרון נובע מפירוק של נויטרון. • כל נויטרון בגרעין מורכב מ e- ו- p+ ולכן מטענו הסופי הוא 0. מה קרה למספר הפרוטונים בגרעין? הוא עלה ב- 1. מה קרה למסת האטום? היא לא משתנה בפירוק b.

10. 232 90 קרינת b בקרינת b עולה מספר הפרוטונים בגרעין האטום, כלומר המספר האטומי של האטום עולה באחד. לעומת זאת, מספר המסה של האטום לא משתנה (לאלקטרון המשתחרר מהגרעין יש מסה השואפת ל- 0). רשמו את משוואת הפירוק b של היסודTh

11. 234 0 234(מסה) Th Pa + e חלקיקי β 91 -1 90 (מס' אטומי) איזוטופ הבת הנוצר Pa ((Protactinium נושא מס' אטומי גדול ב- 1 מהאיזוטופ ממנו הוא נוצר, (חלקיק β הוא כמו אלקטרון הלוקח איתו מטען שלילי מהגרעין). מס' המסה לא משתנה (לחלקיק β מסה 0). איבוד חלקיקי β מהגרעין: הפיכה של נויטרון לפרוטון.

12. לסיכום: • תהליך דעיכה של חומר רדיואקטיבי: • כרוך בשינוי מספר המסה של הגרעין הדועך (α). • אינו כרוך בשינוי מס' המסה(β). • כללים לרישום משוואות דעיכה: • בצד שמאל של המשוואה ירשם המגיב - האטום המתפרק, ולשמאלו את מספר המסה (למעלה) ואת המספר האטומי (למטה). • על החץ יש לרשום את סוג הפירוק, a או b. • 3) התוצרים יהיו איזוטופ הבת (גם כאן יש לרשום את מספר המסה והאטומי) וסוג החלקיק שהשתחרר: • עבור קרינת a- He • עבור קרינת b- e 4 2 0 -1

13. a β 234 0 234 Th Pa + e 91 -1 90 232 4 228 ThHe + Ra 90 2 88

14. קרינת  - קרינת אנרגיה. קרינה זו בד”כ מלווה קרינה חלקיקית. תהליכים רדיואקטיביים הם תהליכים ספונטניים השונים זה מזה בקצב ההתפרקות של האטומים.

15. סיכום

16. חדירות סוגי הקרינה הרדיואקטיבית: אלפא - הפחות חדירה מבין סוגי הקרינה.מס’ ס”מ באוויר, עשירית מילמטר ברקמת הגוף. (דף נייר יכול לחסום אותן) בטא - מטרים אחדים באוויר, מילימטרים אחדים במים או ברקמת הגוף. גמא - החדירה ביותר מבין סוגי הקרינה. החדירות תלויה באנרגיית הקרינה. קרינה בעוצמה של MeV אחד תחדור לעומק של 15 ס”מ במים או בריקמת הגוף בממוצע. חלק ניכר מקרינה זו יחדרו לעומק רב יותר.

17. כפתור קישור לאתר על קרינה רדיואקטיבית חדירות קרינה מסוגים שונים ככל שחלקיקי הקרינה קטנים יותר, הקרינה חדירה יותר. http://www.youtube.com/watch?v=ec8iomUS34U&feature=related

18. 59 b 59 0 Coe + Ni -1 28 27 שימושים רפואיים לרדיואיזוטופים מסחריים: א. שימוש בקובלט רדיואקטיבי לטיפול בסרטן: 59Co- זמן מחצית חיים ; T1/2- 3.5 שנים. כאשר 59Coמתפרק הוא משחרר חלקיקי β. רשמו את משוואת הפירוק: בפירוק זה נוצר ניקל ובנוסף לקרינת b משתחררת גם קרינת γ. קרינת γהמשתחררת הורסת תאים סרטניים (כזכור, קרינה רדיואקטיבית פוגעת ב- DNA. היא מזיקה בעיקר לתאים המתחלקים בקצב מהיר).

19. 24 0 24 Na Mg + e + γ 12 -1 11 ב. שימוש בנתרן (Na) רדיואקטיבי לבדיקת מערכת הדם: T1/2- 15 שעות. מזריקים לוריד מלח רגיל (NaCl) המכיל כמות קטנה של Na הנישא ע"י הדם לכל הגוף. חלקיקי β וקרינת γ הנוצרים בזמן התפרקות הנתרן ניתנים לבדיקה ומדידה בכל מקום בגוף לשם מגיע הנתרן המסומן. הקצב בו הנתרן המסומן רדיואקטיבית נע ממקום אחד בגוף למקום אחר מספק מידע לגבי קצב זרימת הדם. 24 11

20. ג. שימוש ביוד (I131) רדיואקטיבי לבדיקת קצב יצירת הורמון תירוקסין על ידי בלוטת התריס. T1/2- 8 ימים. בלוטת התריס מפרישה את ההורמון תירוקסין המשפיע על וויסות ויצירת אנרגיה בגוף. בלוטת התריס קולטת יוד באופן טבעי. במקרים בהם יש חשד לשיבוש בפעילות בלוטת התריס משתמשים ביוד מסומן רדיואקטיבית. קצב הקליטה של היוד המסומן רדיואקטיבי משמש מדד לגבי פעילות הבלוטה. החולה שותה תמיסה המכילה NaI131 חלקיקי β ו- γ הנוצרים בזמן הפירוק של היוד ניתנים למדידה ונותנים הערכה לגבי פעילות בלוטת התריס. http://www.youtube.com/watch?v=KWzRWKWFefI

21. ביקוע גרעיני • http://www.youtube.com/watch?v=Zcuynn_i4_k&feature=related • http://www.youtube.com/watch?v=hKZoThmpbD0&feature=related