haphan
27-11-2008, 08:29 PM
Các câu hỏi được trả lời trong bài này: Bức xạ là ǵ? Sự phân ră phóng xạ là ǵ? Đơn vị hoạt độ phóng xạ (Becquerel) là ǵ? Chu kỳ bán ră diễn ra như thế nào? Bức xạ tự nhiên và bức xạ nhân tạo là ǵ? Chất phóng xạ được sử dụng như thế nào trong cuộc sống? Bức xạ có ảnh hưởng như thế nào tới các mô sống?
Bức xạ là ǵ?
Mọi người và mọi vật đều cấu tạo từ nguyên tử.
Một người lớn trung b́nh là tập hợp của khoảng 4.000.000.000.000.000.000.000.000.000 nguyên tử oxy, hydro, cacbon, nito, phốt pho và các nguyên tố khác.
Khối lượng nguyên tử tập trung ở phần hạt nhân nguyên tử mà độ lớn của nó chỉ bằng một phần tỷ của nguyên tử. Xung quanh hạt nhân hầu như là khoảng trống, ngoại trừ những phần tử rất nhỏ mang điện tích âm quay xung quanh hạt nhân được gọi là electron. Các electron quyết định tính chất hoá học của một chất nhất định. Nó không liên quan ǵ với hoạt độ phóng xạ. Hoạt độ phóng xạ chỉ phụ thuộc vào cấu trúc hạt nhân.
Một nguyên tố được xác định bởi số lượng Proton trong hạt nhân. Hydro có 1 proton, Heli có 2, Liti có 3, Berili có 4, Bo có 5 và Cacbon có 6 proton. Số lượng Proton nhiều hơn, th́ hạt nhân nặng hơn. Thori có 90 proton, Protatini có 91 và Urani có 92 proton được xem là những nguyên tố siêu Urani.
Số lượng các nơtron quyết định hạt nhân có mang tính phóng xạ hay không. Để các hạt nhân ổn định, số lượng nơtron trong hầu hết mọi trường hợp đều phải lớn hơn số lượng Protron một ít. Ở các hạt nhân ổn định protron và nơtron liên kết với nhau bởi lực hút rất mạnh của hạt nhân mà không phần tử nào thoát ra ngoài. Trong trường hợp như vậy, hạt nhân sẽ tồn tại bền vững. Tuy nhiên mọi việc sẽ khác đi nếu số lượng nơtron vượt khỏi mức cân bằng. Trong trường hợp này, th́ hạt nhân sẽ có năng lượng dư và đơn giản là sẽ không liên kết được với nhau. Sớm hay muộn nó cũng phải xả phần năng lượng dư thừa đó.
Hạt nhân khác nhau th́ việc giải thoát năng lượng dư cũng khác nhau, dưới dạng các sóng điện từ và các ḍng phân tử. Năng lượng đó được gọi là bức xạ.
Sự phân ră phóng xạ là ǵ?
Quá tŕnh mà nguyên tử không bền giải thoát năng lượng dư của nó gọi là sự phân ră phóng xạ. Hạt nhân nhẹ, với ít Proton và nơtron trở lên ổn định sau một lần phân ră. Khi một nhân nặng như Radi hay Urani phân ră, những hạt nhân mới được tạo ra có thể vẫn không ổn định, mà giai đoạn ổn định cuối cùng chỉ đạt được sau một số lần phân ră.
Ví dụ: Urani 238 có 92 proton và 146 nơtron luôn mất đi 2 proton và 2 nơtron khi phân ră. Số lượng proton c̣n lại sau một lần Urani phân ră là 90, nhưng hạt nhân có số lượng proton 90 lại là Thori, v́ vậy Urani 238 sau một lần phân ră sẽ làm sinh ra Thori 234 cũng không ổn định và sẽ trở thành Protatini sau một lần phân ră nữa. Hạt nhân ổn định cuối cùng là ch́ chỉ được sinh ra sau lần phân ră thứ 14.
Quá tŕnh phân ră này xảy ra đối với nhiều hạt nhân phóng xạ có ở trong môi trường.
Đơn vị hoạt độ phóng xạ (Becquerel) là ǵ?
Hoạt độ phóng xạ chỉ khả năng phát ra bức xạ của một chất. Hoạt độ không có nghĩa là cường độ của bức xạ được phát ra hay những rủi ro có thể xảy ra đối với sức khoẻ con người. Nó được quy định bằng đơn vị hoạt độ Becquerel (Bq), phỏng theo tên một nhà vật lư người Pháp, Henri Becquerel.
Hoạt độ phóng xạ của một tập hợp các hạt nhân phóng xạ được tính bởi số các phân ră trong nó trong một đơn vị thời gian. Nếu số lượng phân ră là 1/1 giây, th́ hoạt độ của chất đó được tính là 1 Bq. Hoạt độ không liên quan ǵ đến kích thước hay khối lượng của một chất. Một nguồn phóng xạ có độ lớn bằng điếu thuốc lá dùng trong một dụng cụ quan trắc phóng xạ có thể có hoạt độ lớn hơn hoạt độ cả thùng lớn chất thải phóng xạ hàng tỷ lần. Nếu số lượng phân ră xảy ra ở một lượng nhỏ của một chất là 1000/1 giây, hoạt độ của chất đó lớn hơn 100 lần so với một số lượng lớn chất chỉ có 10 phân ră xảy ra trong 1 giây.
Chu kỳ bán ră diễn ra như thế nào?
Tốc độ phân ră được mô tả bằng chu kỳ bán ră, đó là thời gian mà 1/2 số hạt nhân không bền của một chất nào đó phân ră. Chu kỳ bán ră là đơn nhất và không thay đổi cho từng hạt nhân phóng xạ và có thể là từ một phần giây đến hàng tỷ năm. Chu kỳ bán ră của Sulfua - 38 là 2 giờ 52 phút, của Radi - 223 là 11,43 ngày, và Cacbon - 14 là 5.730 năm. Trong các chu kỳ bán ră liên tiếp, hoạt độ chất phóng xạ giảm bởi phân ră từ 1/2, 1/4, 1/8, 1/16… so với hoạt độ ban đầu. Điều đó cho phép tính hoạt độ c̣n lại của bất cứ chất nào tại một thời điểm bất kỳ trong tương lai.
Bức xạ có khắp nơi trong môi trường. Hầu hết các chất phóng xạ có đời sống dài đều sinh ra trước khi có Trái đất, v́ vậy một lượng xạ luôn tồn tại là điều b́nh thường không thể tránh khỏi. Trong thế kỷ vừa qua, phông phóng xạ đă tăng lên không ngừng do các hoạt động như thử vũ khí hạt nhân và phát điện hạt nhân. Mức độ phóng xạ phụ thuộc vào nhiều yếu tố: địa điểm, thành phần của đất, vật liệu xây dựng, mùa, vĩ độ, và mức độ nào đấy nữa là điều kiện thời tiết: mưa, tuyết, áp suất cao, thấp, hướng gió… tất cả đều ảnh hưởng đến phông bức xạ. Bức xạ được xem là tự nhiên hay nhân tạo là do nguồn gốc sinh ra của nó.
Bức xạ là ǵ?
Mọi người và mọi vật đều cấu tạo từ nguyên tử.
Một người lớn trung b́nh là tập hợp của khoảng 4.000.000.000.000.000.000.000.000.000 nguyên tử oxy, hydro, cacbon, nito, phốt pho và các nguyên tố khác.
Khối lượng nguyên tử tập trung ở phần hạt nhân nguyên tử mà độ lớn của nó chỉ bằng một phần tỷ của nguyên tử. Xung quanh hạt nhân hầu như là khoảng trống, ngoại trừ những phần tử rất nhỏ mang điện tích âm quay xung quanh hạt nhân được gọi là electron. Các electron quyết định tính chất hoá học của một chất nhất định. Nó không liên quan ǵ với hoạt độ phóng xạ. Hoạt độ phóng xạ chỉ phụ thuộc vào cấu trúc hạt nhân.
Một nguyên tố được xác định bởi số lượng Proton trong hạt nhân. Hydro có 1 proton, Heli có 2, Liti có 3, Berili có 4, Bo có 5 và Cacbon có 6 proton. Số lượng Proton nhiều hơn, th́ hạt nhân nặng hơn. Thori có 90 proton, Protatini có 91 và Urani có 92 proton được xem là những nguyên tố siêu Urani.
Số lượng các nơtron quyết định hạt nhân có mang tính phóng xạ hay không. Để các hạt nhân ổn định, số lượng nơtron trong hầu hết mọi trường hợp đều phải lớn hơn số lượng Protron một ít. Ở các hạt nhân ổn định protron và nơtron liên kết với nhau bởi lực hút rất mạnh của hạt nhân mà không phần tử nào thoát ra ngoài. Trong trường hợp như vậy, hạt nhân sẽ tồn tại bền vững. Tuy nhiên mọi việc sẽ khác đi nếu số lượng nơtron vượt khỏi mức cân bằng. Trong trường hợp này, th́ hạt nhân sẽ có năng lượng dư và đơn giản là sẽ không liên kết được với nhau. Sớm hay muộn nó cũng phải xả phần năng lượng dư thừa đó.
Hạt nhân khác nhau th́ việc giải thoát năng lượng dư cũng khác nhau, dưới dạng các sóng điện từ và các ḍng phân tử. Năng lượng đó được gọi là bức xạ.
Sự phân ră phóng xạ là ǵ?
Quá tŕnh mà nguyên tử không bền giải thoát năng lượng dư của nó gọi là sự phân ră phóng xạ. Hạt nhân nhẹ, với ít Proton và nơtron trở lên ổn định sau một lần phân ră. Khi một nhân nặng như Radi hay Urani phân ră, những hạt nhân mới được tạo ra có thể vẫn không ổn định, mà giai đoạn ổn định cuối cùng chỉ đạt được sau một số lần phân ră.
Ví dụ: Urani 238 có 92 proton và 146 nơtron luôn mất đi 2 proton và 2 nơtron khi phân ră. Số lượng proton c̣n lại sau một lần Urani phân ră là 90, nhưng hạt nhân có số lượng proton 90 lại là Thori, v́ vậy Urani 238 sau một lần phân ră sẽ làm sinh ra Thori 234 cũng không ổn định và sẽ trở thành Protatini sau một lần phân ră nữa. Hạt nhân ổn định cuối cùng là ch́ chỉ được sinh ra sau lần phân ră thứ 14.
Quá tŕnh phân ră này xảy ra đối với nhiều hạt nhân phóng xạ có ở trong môi trường.
Đơn vị hoạt độ phóng xạ (Becquerel) là ǵ?
Hoạt độ phóng xạ chỉ khả năng phát ra bức xạ của một chất. Hoạt độ không có nghĩa là cường độ của bức xạ được phát ra hay những rủi ro có thể xảy ra đối với sức khoẻ con người. Nó được quy định bằng đơn vị hoạt độ Becquerel (Bq), phỏng theo tên một nhà vật lư người Pháp, Henri Becquerel.
Hoạt độ phóng xạ của một tập hợp các hạt nhân phóng xạ được tính bởi số các phân ră trong nó trong một đơn vị thời gian. Nếu số lượng phân ră là 1/1 giây, th́ hoạt độ của chất đó được tính là 1 Bq. Hoạt độ không liên quan ǵ đến kích thước hay khối lượng của một chất. Một nguồn phóng xạ có độ lớn bằng điếu thuốc lá dùng trong một dụng cụ quan trắc phóng xạ có thể có hoạt độ lớn hơn hoạt độ cả thùng lớn chất thải phóng xạ hàng tỷ lần. Nếu số lượng phân ră xảy ra ở một lượng nhỏ của một chất là 1000/1 giây, hoạt độ của chất đó lớn hơn 100 lần so với một số lượng lớn chất chỉ có 10 phân ră xảy ra trong 1 giây.
Chu kỳ bán ră diễn ra như thế nào?
Tốc độ phân ră được mô tả bằng chu kỳ bán ră, đó là thời gian mà 1/2 số hạt nhân không bền của một chất nào đó phân ră. Chu kỳ bán ră là đơn nhất và không thay đổi cho từng hạt nhân phóng xạ và có thể là từ một phần giây đến hàng tỷ năm. Chu kỳ bán ră của Sulfua - 38 là 2 giờ 52 phút, của Radi - 223 là 11,43 ngày, và Cacbon - 14 là 5.730 năm. Trong các chu kỳ bán ră liên tiếp, hoạt độ chất phóng xạ giảm bởi phân ră từ 1/2, 1/4, 1/8, 1/16… so với hoạt độ ban đầu. Điều đó cho phép tính hoạt độ c̣n lại của bất cứ chất nào tại một thời điểm bất kỳ trong tương lai.
Bức xạ có khắp nơi trong môi trường. Hầu hết các chất phóng xạ có đời sống dài đều sinh ra trước khi có Trái đất, v́ vậy một lượng xạ luôn tồn tại là điều b́nh thường không thể tránh khỏi. Trong thế kỷ vừa qua, phông phóng xạ đă tăng lên không ngừng do các hoạt động như thử vũ khí hạt nhân và phát điện hạt nhân. Mức độ phóng xạ phụ thuộc vào nhiều yếu tố: địa điểm, thành phần của đất, vật liệu xây dựng, mùa, vĩ độ, và mức độ nào đấy nữa là điều kiện thời tiết: mưa, tuyết, áp suất cao, thấp, hướng gió… tất cả đều ảnh hưởng đến phông bức xạ. Bức xạ được xem là tự nhiên hay nhân tạo là do nguồn gốc sinh ra của nó.