רדיואקטיביות (Radioactivity) – מילון מונחים

שם כולל לתהליכים גרעיניים שבמהלכם נפלטת מגרעין האטום קרינה רדיואקטיבית, והוא הופך לגרעין של איזוטופ אחר. ידועים שלושה סוגים נפוצים של התפרקות רדיואקטיבית:

  1. התפרקות אלפא: הגרעין פולט חלקיק (המכונה חלקיק אלפא) שמורכב משני פרוטונים ושני ניטרונים.
  2. התפרקות ביתא: ניטרון בגרעין הופך לפרוטון, תוך כדי פליטת אלקטרון וחלקיק בשם אנטי-ניטרינו שיוצאים מהגרעין. בגרעינים של איזוטופים מסוימים, במהלך התפרקות ביתא פרוטון הופך לניטרון תוך פליטת פוזיטרון (האנטי-חלקיק של האלקטרון) וניטרינו. (עוד אפשרות היא “לכידת אלקטרון” – אלקטרון במסלול פנימי באטום נבלע בפרוטון שבגרעין והופך אותו לניטרון תוך פליטת ניטרינו).
  3. התפרקות גמא: פליטת פוטון של קרינה אלקטרומגנטית בעלת אורך גל קצר מאד, מגרעין שעבר התפרקות אלפא או ביתא, ונותר עם עודף אנרגיה.

מלבד התפרקויות אלפא, ביתא וגמא יש סוגים נוספים של רדיואקטיביות: יש גרעינים שפולטים ניטרונים ויש גרעינים כבדים המתבקעים באופן ספונטני לגרעינים קלים יותר. היסודות הרדיואקטיביים הראשונים שהתגלו היו אורניום (Z=92), תוֹריוּם (Z=90), פולוניום (Z=84) ורדיום (Z=88). אחר-כך התגלו יסודות רדיואקטיביים נוספים. נמצא כי תופעת הרדיואקטיביות אופיינית לכל היסודות בעלי מספר אטומי גבוה. למעשה, מעל Z=83 אין בכלל איזוטופים שאינם רדיואקטיביים.

על-ידי הקרנת יסודות שונים בקרינה רדיואקטיבית (או בחלקיקים שהואצו במאיצי חלקיקים) אפשר ליצור איזוטופים רדיואקטיביים מלאכותיים, שאינם מצויים בטבע. איזוטופים כאלה מיוצרים בכמויות גדולות בכורים גרעיניים, באמצעות הפגזה של חומרים שונים בניטרונים, ויש להם שימוש רב בתעשייה וברפואה. יש לציין כי למרות שהקרינה הרדיואקטיבית מסוכנת לגוף החי (כי היא עלולה לקרוע את מולקולות הדי.אן.איי בתא ולהרוס אותו, או להפכו לתא סרטני) נעשה בה שימוש מבוקר ברפואה, למשל, לצורכי הדמיה וחיסול תאים סרטניים.
הסיבה להתפרקות רדיואקטיבית היא אי-יציבות הגרעין, הנובע מחוסר איזון בין מספר הפרוטונים והניטרונים בו. כאשר מספר הניטרונים גדול מדי הגרעין נוטה לעבור התפרקות ביתא, שבמהלכה ניטרון הופך לפרוטון. חוסר בניטרונים גורם, בדרך כלל, לגרעין לפלוט חלקיק אלפא ולהפוך לגרעין קל יותר, שבו נחוצים פחות ניטרונים לשמירת היציבות.

התפרקות רדיואקטיבית היא דוגמא לתהליך קוונטי-אקראי. אם יש בידנו כמות מסוימת של איזוטופ רדיואקטיבי, לא נוכל לנבא מתי גרעין מסוים יתפרק. ואולם נוכל לנבא בביטחון כי תוך זמן מסוים יתפרקו כמחצית מהגרעינים. פרק זמן זה מכונה “זמן מחצית החיים” של האיזוטופ.

 

לעיון וקריאה נוספת באינטרנט:

  1. http://he.wikipedia.org/wiki/רדיואקטיביות
  2. http://en.wikipedia.org/wiki/Radioactive_decay
  3. http://www.accessexcellence.org/AE/AEC/CC/radioactivity.html
.