Yarı Ömür Nedir? Radyoaktif Maddeler Nasıl Yarılanır?

Radyoaktivite, ya da daha spesifik adıyla iyonize radyasyon, maddenin yapı taşı olan atomların çekirdeklerinden kaynaklanan bir durumdur.

Birçok atom dengelidir. Örneğin Karbon-12 atomu, sonsuza kadar Karbon-12 atomu olarak kalacaktır. Benzer şekilde, Oksijen-16 atomu, sonsuza kadar Oksijen-16 atomu olarak kalacaktır. Ancak bazı atomlar, örneğin uranyum, dengeli bir çekirdeğe sahip değildir ve dolayısıyla yapısı bozularak tamamen yeni atomlara dönüşebilir. Bu tür atomlara "dengesiz" ya da "radyoaktif" atomlar diyoruz.

Dengesiz bir atomun fazladan iç enerjisi vardır ve bu sebeple aniden (spontane olarak) bir değişim geçirerek daha dengeli bir atoma dönüşebilir.

Radyoaktif bozunma sırasında saçılan radyasyon nötronlar, alfa parçacıkları, beta parçacıkları gibi parçacıklar şeklinde olabileceği gibi, gama ve X-ışını gibi saf enerji formunda da olabilir.

Radyoaktivite Çeşitleri

1. Alfa Parçacıkları

Helyum çekirdeğini oluşturan 2 proton ve 2 nötrondan oluşur. Bu parçacıklar göreceli olarak büyüktür ve dolayısıyla maddenin içerisinden kolay kolay geçemez. İnce bir kağıt parçası bile alfa ışımasını kolayca durdurabilir. İlk olarak bunlar keşfedildiği için isimleri "alfa" (Yunan alfabesinin ilk harfi) olarak seçilmiştir.

2. Beta Parçacıkları

Çekirdekten saçılan enerji yüklü elektronlardır. Beta ışıması derimizi delip geçebilir ancak alüminyum folyo gibi ince bir metal parçası tarafından kolayca durdurulabilir.

3. Gama Işınları:

Çekirdekten saçılan fotonlardır. Gama ışınları ışık ışınlarına benzerdir, sadece çok daha yüksek frekansa sahiptirler ve dolayısıyla çok daha fazla enerji yüklüdürler. Herhangi bir yük taşımazlar, dolayısıyla neredeyse her maddenin içerisinden geçebilirler. Dolayısıyla bu ışınlara engel olmak için kalın bir kurşun ya da çimento duvar gerekmektedir.

Yarı Ömür

Fotoğrafta gördüğünüz merdiven, çeşitli dengesiz atomların yarı ömürlerini göstermektedir. Her bir radyoaktif elementin (ya da radyoçekirdeğin) ona has bir yarı ömrü vardır. Yarı ömür, o radyoaktif maddeyi oluşturan atomların yarısının diğer bir elemente dönüşmesi için geçmesi gereken süredir. Bilinen radyoaktif maddelerin yarı ömrüleri, saniyenin milyonda biri kadar kısa olabileceği gibi, milyonlarca yıl kadar uzun da olabilir. 1 yarı ömür geçtikten sonra radyoaktif maddenin miktarı yarılanır, 2 yarı ömür geçtiğinde başlangıçtaki miktarın çeyreğine ulaşılır, 3 yarı ömür geçtikten sonra 8'de 1'ine ve böyle devam eder.

Tüm Uranyum atomları orta düzeyde radyoaktiftir ve birçok basamaktan geçerek dengeli bir atom olan Kurşun-206'ya ulaşır. Her bir basamağın farklı bir yarı ömrü ve kendisine has bir ışıma türü vardır. Şu anda kayalarda ve toprakta gördüğümüz doğal radyoaktif maddelerin büyük bir kısmı Uranyum-238 bozunumu sonucunda oluşan atomlardır.