Rádioaktivita

Rádioaktivita je schopnosť atómových jadier niektorých prvkov premieňať sa na atómové jadrá iných prvkov, pri čom vyžarujú neviditeľné rádioaktívne žiarenie. Rádioaktivita môže byť umelá, alebo prirodzená. Prirodzenou je samovoľná premena v prírode sa vyskytujúcich rádioaktívnych nuklidov – v prírode ich je asi 50. Produkujú tri typy žiarenia.

Rádioaktivita patrí vo vede medzi náhodné objavy. Jej objaviteľ, A. H. Becquerel za ňu v roku 1903 získal aj Nobelovu cenu za fyziku. Pojem „rádioaktivita“ vymyslela Maria Curie Sklodowska. Tá spolu so svojím manželom zistila, že uránová ruda je rádioaktívnejšia ako čistý kov. To ich priviedlo k tomu, že ruda musí obsahovať aj iné rádioaktívne látky. Tie sa im neskôr aj podarilo izolovať.

V roku 1899 sa podarilo E. Rutherfordovi a F. Soddymu identifikovať dva rôzne typy rádioaktívnej častice, ktoré nazvali alfa a beta. O niekoľko rokov neskôr sa zistilo, že alfa častice sú kladne nabité ióny hélia a beta častice sú samostatné, záporne nabité elektróny. O objav tretieho typu žiarenia – gama – sa zaslúžil P. Villard.

Typy rádioaktívneho žiarenia

Žiarenie alfa

Žiarenie alfa je prúd letiacich jadier hélia 42He. 

Má silné ionizačné účinky. 

Pôvodné jadro sa rozpadáva, respektíve mení premenou alfa: z AZX vzniká A-4Z-2Y + 42He. 
Z toho môžeme vidieť, že novovzniknutý prvok má protónové číslo o 2 menšie a nukleónové o 4 menšie oproti pôvodnému atómu.

Žiarenie beta mínus

Žiarenie beta mínus je prúd elektrónov, ktoré sa uvoľnia v jadre pri premene neutrónu na protón (10n sa rozpadá na 11p + 0-1é). 

Toto žiarenie je asi stokrát prenikavejšie ako žiarenie alfa, no má menšie ionizačné účinky

Pôvodné jadro sa mení, z AZX vzniká AZ+1Y + 0-1e. 
Počet nukleónov sa v tomto prípade nemení, protónové číslo sa zväčší o jedna.

Žiarenie beta plus

Žiarenie beta plus je prúd pozitrónov. 

Uvoľňujú sa v jadre pri premene protónu na neutrón a pozitrón (11p – rozklad na 10n + 01e+). 
Z pôvodného jadra AZX sa stáva AZ-1Y + 01e+.

Žiarenie gama

Žiarenie gama je podobné svetlu, ale s omnoho väčšou energiou
Je to elektromagnetické vlnenie a je najprenikavejším rádioaktívnym žiarením. Zvyčajne sprevádza predchádzajúce žiarenia alfa, alebo beta.

Umelé rádionuklidy

Keď pôsobíme na stabilné nuklidy inými časticami alebo žiarením, vieme získať umelé rádionuklidy. Takto bolo pripravených aj niekoľko prvkov z periodickej tabuľky, napr. Te, Pm, At, Fr. Momentálne je známych viac ako 1 000 umelých rádionuklidov. Ich samovoľná premena sa nazýva umelou rádioaktivitou.

Jadrové reakcie

Poznáme aj takzvané jadrové reakcie. Tými nazývame premeny jadier, ku ktorým dôjde pri zrážke jadra s inou časticou. Osobitným prípadom sú štiepne reakcie, kedy dochádza k rozpadu ťažšieho jadra na dve ľahšie. Využívajú sa v jadrových reaktoroch. Opakom tejto reakcie je termonukleárna reakcia, pri ktorej sa naopak spájajú dve jadrá, čím vznikajú ťažšie. Príkladom takejto jadrovej syntézy je vznik jadra hélia: 21H + 31H → 42He + 10n.

Polčas rozpadu

Rýchlosť rozpadu pre konkrétny rádioaktívny izotop je konštantná. Vyjadruje sa polčasom rozpadu (premeny). Je to čas, za ktorý sa z počiatočného počtu atómov rozpadne presne polovica. Každý rádioaktívny prvok má špecifický polčas rozpadu. Čím je však rádioaktívnejší, tým je tento čas kratší.

Rádioaktívne izotopy sa najčastejšie rozpadajú na dcérske izotopy, ktoré sú taktiež rádioaktívne. Rozpad tak ďalej pokračuje sériou rozpadov. Rad končí stabilným izotopom až po niekoľkých po sebe idúcich rozpadoch. Niektoré izotopy v rozpadovom rade môžu existovať len zlomok sekundy, iné aj niekoľko rokov.

Rádioaktivita a človek

Pre človeka je rádioaktívne žiarenie nebezpečné

Má veľmi vysokú energiu, čo spôsobí, že môže vyraziť elektróny z atómov v živých tkanivách. Tým sa poškodzuje bunková funkcia, bunky odumierajú a môže vzniknúť rakovina. 

Veľké alfa častice pre nás predstavujú najväčšiu hrozbu, do organizmu sa dostávajú cez potravu alebo nápoje. Na rozdiel od nich gama lúče prechádzajú cez organizmus a je menej pravdepodobné, že narazia priamo do molekuly a poškodia ju.

Medzinárodná agentúra pre atómovú energiu zaviedla v roku 2007 nové logo na označenie rádioaktívneho nebezpečenstva. 

značka označenie rádioaktívneho nebezpečenstva
označenie rádioaktívneho nebezpečenstva

Dlhoročne zaužívaný čierny trojlístok na jasno žltom podklade doplnila ďalším symbolom – červeným trojuholníkom s troma obrázkami, ktorý by mal hroziace nebezpečenstvo vyjadrovať  najmä verejnosti zrozumiteľnejšie.

nové doplnkové označenie rádioaktívneho nebezpečenstva
nové doplnkové označenie rádioaktívneho nebezpečenstva

Zdroje:
CHRENČÍKOVÁ a spol. 2002. Zmaturuj z chémie. Brno. DIDAKTIS
BELANOVÁ a spol. 2013. Školská encyklopédia biológie, chémie a fyziky. Bratislava. PRÍRODA
GAJDOŠ a spol. 2011. VEDA. Bratislava. Ikar
web IAEA – International Atomic Energy Agency

Categories: Chémia