Typy rádioaktívneho žiarenia.

Žiarenie a:   emisia jadier hélia (⁴₂He) = 2p + 2n

                       má dvojnásobný kladný náboj

                       rýchlosť žiarenia = 1/10 c  = 30 000km/s

                      atómy s nukleónovým číslom > 140, napr. Po, Fr, Ra, Ac, Pa, U

                      dopad vo vzduchu 3 - 8 cm

                      energia 2 - 10 MeV

                      A                 A - 4          4

                        X                    Y   +    He

                      Z                  Z - 2          2

Žiarenie b: nemení sa počet protónov a neutrónov v jadre

                     mení sa pomer p:n v jadre, a to:

               b^-  je premena neutrónu na protón

                      ¹₀n         ¹₁p +  ⁰_-1e^-                   elektrónová premena

               b⁺  je konverzia protónu na neutrón

                      ¹₁p         ¹₀n +  ⁰₊₁e⁺                   pozitrónová premena

                hmotnosť b- častice  = hmotnosti elektrónu

                energia 0,01 - 3 MeV

                zachytenie b- žiarenia 1 - 2 cm hliníka alebo plexiskla

                - najrozšírenejší typ rádioaktívnej premeny

                - 80% rádionuklidov je b- žiaričmi

Žiarenie g:   excitované atómové jadrá sa stabilizujú emisiou fotónov (E=h.n)                      

                      emisia elektromagnetického vlnenia (E=m.c²)

                      nemení sa ani počet, ani pomer nukleónov

                      znižuje sa energia atómového jadra, ktorá  zodpovedá hmotnosti:

                                                                                           h.n       

                                                                                  m =

                                                                                            c²

                      A                  A           0                               

                        X                X   +    g

                      Z                  Z           0

                    Napr. ¹³⁷Ba (en. 0,66MeV)               ¹³⁷Ba (en. 0 eV)

                                                                 energia

                    zachytenie g -žiarenia látkami s vysokým protónovým číslom (²⁰⁶Pb)

                                         alebo látkami s veľkým počtom neutrónov (voda, parafín)

Vysokoenergetické žiarenia majú schopnosť ionizovať atómy alebo molekuly =

                                                                                        = ionizujúce žiarenia.

                                                         priamoionizujúce  žiarenia : a, b, UV, röntgenové

                                                         nepriamoionizujúce žiarenia:  g, neutróny

Jednotka rádioaktivity:  1 becquerel = 1 Bq = 1.s^-1

Rádionuklid má aktivitu 1 Bq ak sa v ňom  za 1 sekundu premení 1 atóm.

Časovú zmenu aktivity vyjadruje polčas rozpadu T: je to doba, za ktorú sa aktivita rádionuklidu zmenší na polovicu

                                                                  A_T = 1/2 A₀

Pre výpočet T platí základný zákon rádioaktívnych premien:  za dostatočne krátky čas sa premení vždy konštantný počet atómov daného rádionuklidu

                                           DN/N                   DN - počet premenených atómov

                                    l =                               

                                            Dt                         N - počet všetkých atómov

l  je  premenová konštanta

typická charakteristika každého rádionuklidu

                                                                  vyjadruje stupeň nestability

                     ln 2     0,693

Potom:   T  =        = 

                      l           l

               Napríklad:

                                                                           fotografické metódy

Detekcia rádioaktívneho žiarenia                 ionizačné metódy    

                                                                           scintilačné metódy

FOTOGRAFICKY: rádioaktívne žiarenie pôsobí na fotografický materiál

                              tak isto ako viditeľné svetlo

                              Použitie: autorádiografia a osobné dozimetre

IONIZAČNÉ METÓDY: vplyvom ionizujúceho žiarenia vznikajú z atómov iónové páry

                                       prejaví sa to ako generovanie elektrického prúdu

Detektory s plynovou náplňou =  Geiger-Müllerove trubice

- sklenený valec naplnený plynom

- pokovované vnútro má funkciu katódy

- v strede trubice je drôtik, ktorý má funkciu anódy

Účinné pre meranie a a b, pre g -žiarenie je účinnosť o 2-rády nižšia.

Detektory s pevnou náplňou: medzi elektródami je kryštál AgCl, diamant, kremík,

                                            germánium (najmodernejšie polovodičové detektory)

SCINTILAČNÉ METÓDY: popri dráhe pohybu žiarenia sa atómy dostávajú do

                                           excitovaného stavu. Návratom do stavu pôvodného

                                           vyžiaria energiu vo forme svetla.

                                           Vyžiarené fotóny sa zachytávajú vo fotonásobičoch.

Látky, ktoré vkladáme do dráhy žiarenia sú scintilátory.

                           tuhé: kryštál NaI, ZnS

Scintilátory

                           kvapalné: aromatické uhľovodíky: difenyloxazol PPO

                                                                                  difenylstylbén DPS

                                                                                  difenyloxazoyl benzén POPOP

- častice žiarenia excitujú atómy scintilátora a návrat do základného stavu sa prejaví

   ako záblesk svetla

Príprava látok značených rádioizotopmi:

Ÿ        biosyntézou: kultivácia riasy Chlorella v prostredí rádioizotopov, najmä ¹⁴C

Ÿ         výmennou izotopovou reakciou: v roztoku s rádioizotopom sa slabo viazané atómy zlúčeniny vymenia za rádioaktívne.

     Napr.  vodíky v -OH skupine za ³H

Ÿ         aktivačnými technikami: "ostreľovanie" terčového prvku neutrónmi.

     Napr. ³H vznikne z lítia

Ÿ         značenie in vivo: rádioaktívne sa  označia substráty, ktoré sa prirodzene transportujú do buniek organizmov (ako živná pôda, potrava, hnojivo)