Download
1 / 40
400 likes | 681 Views
Geislun og geislavirkni. Atómið. Atómið hefur róteindir og nifteindir í kjarna en rafeindir á braut umhverfis. Kjarninn er afar lítill, þvermálið er ~10 -14 m en þvermál atóms er ekki minna en ~10 -11 m. Við getum dregið helstu atriði um agnir atómsins saman í eftir farandi töflu:. Táknmál.
E N D
Atómið Atómið hefur róteindir og nifteindir í kjarna en rafeindir á braut umhverfis. Kjarninn er afar lítill, þvermálið er ~10-14 m en þvermál atóms er ekki minna en ~10-11m
Við getum dregið helstu atriði um agnir atómsins saman í eftir farandi töflu:
Táknmál Við setjum upp heiti frumefnanna (A) með sætistölu (Z) og massatölu (M) á eftirfarandi hátt: Sætistalan er fjöldi róteinda í kjarna. Massatalan er samanlagður fjöldi róteinda og nifteinda í kjarna
Samsætur efna Samsætur kallast ólíkar gerðir sama frumefnis. Munurinn felst í ólíkum fjölda nifteinda í kjarna og þar með er massi samsætanna ekki sá sami.
Stöðugleiki kjarna Kjarnar eru misjafnlega stöðugir. Sumir er mjög stöðugir og haldast alltaf óbreyttir. Aðrir eru óstöðugir og brotna upp eftir einhvern tíma. Hvort kjarni er stöðugur eða óstöðugur ræðst af hlutfalli p og n í kjarnanum.
Fyrir léttari kjarna gildir að þeir eru stöðugir ef fjöldi nifteinda er sá sami og fjöldi róteinda. Fyrir þyngri kjarna þurfa nifteindirnar að vera fleiri. Engir stöðugir kjarnar eru með hærri sætistölu en 83.
Orka í kjarnahvörfum Við kjarnaklofnun og kjarnasamruni myndast stöðugri kjarnar en voru fyrir. Við samruna losnar meiri orka á kjarneind og þar með á kg, en við klofnun losnar meiri orka á hvert atóm.
Geislavirkni Óstöðugir kjarnar brotna upp eftir einhvern tíma og kallast það ferli hrörnun. Við hrörnunina myndast úr upphaflega kjarnanum (móðurkjarni) nýr kjarni (dótturkjarni) auk lítillar agnar sem þeytist frá dótturkjarnanum á miklum hraða.
Tegundir geislunar • Alfageislun: Agnirnar sem losna eru alfaagnir en það eru í raun He-kjarnar sem eru tvær róteindir og tvær nifteindir. Geislunin verður til vegna fráhrindikrafta milli jákvæðra hleðsla – Coulomb kraftur
Betageislun: Agnirnar sem losna eru betaagnir en það eru í raun rafeindir. Rafeindirnar myndast í kjarna við það að nifteind hrörnar í rafeind og róteind. Dótturkjarninn hefur því hærri sætistölu en móðurkjarninn.
Gammageislun: Gammaagnir eru orkumiklar ljóseindir og gammageislun er því rafsegulgeislun. Geislunin myndast þegar kjarnar aförvast með því að geisla frá sér orku sem rafsegulgeislun eða ljóseindir. Gammaagnir eða ljóseindir eru massalausar og óhlaðnar. Þær flytja því aðeins orku frá kjarnanum
Nifteindageislun. Við hrörnun ýmissa kjarna losna nifteindir sem mynda nifteindageislun. Dæmi um losun nifteinda er hrörnun Úran þar sem frjálsar nifteindir gegna lykil-hlutverki í að viðhalda kjeðuverkun.
Kjarnajöfnur Notum táknmál til að skrifa kjarnajöfnur. Sem dæmi Ra-226 hrörnar í Rn-222 og sendir frá sér -ögn: Athugið að summa massatalna verður að vera sú sama beggja vegna við örina. Sama gildir um summu sætistalnanna.
Kjarnajöfnur Þegar kjarnajafna er stillt þarf að gæta að summu massatalnanna og sætis- talnanna: Niðurstaðan er að ögnin sem myndast er -ögn, þ.e. rafeind, og því er I-131 -virkt. Sömu aðferð má nota til að finna móðurkjarnann eða dótturkjarnann ef annað er þekkt.
Helmingunartími Ekki er hægt að segja til um hvenær tiltekinn óstöðugur kjarni hrörnar. Aðeins er hægt að segja til líkurnar á að það gerist innan einhvers tímabils. Hins vegar er hægt að segja til um eftir hve langan tíma tiltekinn fjöldi kjarna í sýni hefur hrörnað. Ef helmingur kjarna hefur hrörnað eftir einhvern tíma er sá tími kallaður helmingunartími efnisins.
Helmingunartími Helmingunartími segir eftir hve langan tíma helmingur af óstöðugum kjörnum hefur hrörnað. Helmingunartími fyrir C-14 er um 5600 ár. Það merkir að á 5600 árum hrörna helmingur C-14 kjarna í sýni. Fyrir sérhvern helmingunartíma sem líður helmingast fjöldi óstöðugra kjarna og geislunin minnkar um helming.
Helmingunartími Helmingunartími C-14 er um 5700 ár. Það þýðir að á 5700 árum klofnar helmingur C-14 kjarnanna og styrkur C-14 í efninu helmingast.
Geislavá Þegar geislavirkni uppgötvaðist fyrst gerði enginn sér grein fyrir skaðsemi hennar. Hún þótti sniðug og voru geislavirk efni sett í alls konar hluti eins og drykki og tannkrem.
Geislavá Skaðsemi geislunar felst í jónunarhæfni geislunarinnar. Skaðsemin getur falist í: • jónun efna í frumu sem getur leitt til dauða frumunnar • jónun erfðaefnis frumunnar sem skemmir DNA og það getur valdið stökkbreytingu, svo sem krabbameinum. • ef fruman er kynfruma getur stökkbreytingin komið fram í afkomendum
Geislavá • Stórsæ áhrif jónandi geislunar er m.a. • Myndun og hugsanleg örvun krabbameins • Erfðagallar • Ófrjósemi • Staðbundinn skaði á yfirborði líkamans, brunasár, húðroði • Vagl, ský á auga • Skaði á blóðmyndun
Vægistuðlar ICRP fyrir einstaka líffæravefi Vefur (líffæri) Vægisstuðull vefs/líffæris, wT Samtala wT gildaRauður beinmergur,ristill, lungu, magi,brjóst, aðrir vefira 0,12 0,72Kynkirtlar 0,08 0,08Blaðra, vélinda, lifur,skjaldkirtill 0,04 0,16Yfirborð beina, heili,munnvatnskirtlar, húð 0,01 0,04 Heild 1,00
Geislavá Tjónið sem geislunin veldur er mjög háð magni þeirra geislaagna sem lenda á efninu. Þrír lykilþættir eru: 1.Tími sem geislun varir, því styttri tími því minni líkur á tjóni. 2.Fjarlægð frá geislagjafa, geislunin fellur mjög ört með fjarlægð. 3.Styrkur geislunar, veik geislun þýðir færri agnir og minni líkur á tjóni.
Bakgrunnsgeislun Í umhverfi okkar er ávallt einhver geislun. Sú geislun kemur frá geislavirkum efnum í umhverfinu og utan úr geimnum. Hluti af geisluninni er af völdum mannsins, t.d. vegna orkuframleiðslu og lækningatækjum. Á Íslandi er bakgrunngeislunin fremur lág vegna þess hve lítið er af geislavirkum efnum í bergi.
Bakgrunnsgeislun Xkcd radiation chart
Hagnýting geislavirkra efna Hagnýting geislavirkra efna og geislunar er með mismunandi hætti. Sem dæmi má nefna: • Kjarnaklofnunarver • Kjarnasamrunaver • Gerilsneyðing matvæla • Til lækninga
Kjarnaklofnunarver Kjarnaklofnunarver nota orkuna sem losnar við klofnun U-kjarna til framleiðslu raforku. Lykilatriði í ferlinu er keðjuverkunin. Til að örva hrörnunina er n skotið á U kjarnann, myndast þá mjög óstöðug samsæta sem klofnar strax. Við það myndast nýjar n sem rekast á nýja kjarna.
Eldsneytið Til að viðhalda keðjuverkuninni þarf að hafa nógu mikið af U-235. Í náttúrulegu úrani eru aðeins 0,7% U-235 en 99,3% eru U-238. U-238 tekur til sín nifteind, myndar U-239 og geislar frá sér γ-ögnen myndar ekki nýja nifteind og viðheldur ekki keðjuverkuninni. Unnt er að hækka hlutfall U-235 í sýnimeð auðgun. Úran náma í Ástralíu
Kostir og gallar KostirMikil orka á hvert kg af eldsneytiLítil losun gróðurhúsaloftegunda GallarMikil varmamengunGeislavirkur úrgangurMyndun geislavirkra efna í byggingunniTakmarkaður líftími (30 ár)SlysahættaTakmarkað magn eldsneytis
Kjarnasamrunaver Léttir kjarnar renna saman og mynda þyngri kjarna og losa orku um leið. Sú orka er margfalt meiri á hverja ögn (og þar með hvert kg) heldur en losnar við kjarnaklofnun. Í kjarnasamrunaverum er vetni (tví- og þrívetni) notað til að mynda helíum. Til að það geti orðið þarf mjög hátt hitastig.
Í lækningum Geislameðferð - sem hluti af meðferð við sjúkdómum - getur verið ytri geislun og innri Rannsóknir - við greiningu sjúkdóma og rannsóknir á starfsemi ákveðinna líffæra Myndataka -röntgenmyndir -PET -NMR - MRI
Geislameðferð Notað sem hluti af meðferð við krabbameini. - Ytri geislun á sjúkling Kröftugum geisla oftast gammageisla er beint að meininu. Stundum einnig notuð rafeinda eða róteindageislun.
