☢️ Radyoaktivite Nedir?
Radyoaktivite, bazı atom çekirdeklerinin kararsız olmaları nedeniyle kendiliğinden parçalanarak enerji ve parçacık yayması olayıdır. Bu olaya
radyoaktif bozunma da denir. Radyoaktif maddeler, etraflarına alfa (α), beta (β) ve gama (γ) gibi ışınlar yayarlar.
- ⚛️ Alfa (α) Işınları: Helyum çekirdeği (²⁴He) ile aynı yapıya sahiptir. Pozitif yüklüdürler ve madde içinden geçme yetenekleri düşüktür. Bir kağıt parçasıyla bile durdurulabilirler.
- ⚛️ Beta (β) Işınları: Yüksek enerjili elektronlardır. Negatif yüklüdürler ve alfa ışınlarına göre madde içinden daha kolay geçerler. Birkaç milimetre kalınlığındaki alüminyum levha ile durdurulabilirler.
- ⚛️ Gama (γ) Işınları: Yüksek enerjili elektromanyetik dalgalardır. Nötrdürler ve madde içinden geçme yetenekleri çok yüksektir. Kalın kurşun veya beton bloklarla zayıflatılabilirler.
⏱️ Radyoaktivite Birimleri
Radyoaktiviteyi ölçmek için kullanılan birkaç farklı birim vardır. Bunlardan en yaygın olanları şunlardır:
- ☢️ Becquerel (Bq): Bir saniyede gerçekleşen bir bozunma sayısını ifade eder. Yani, 1 Bq, saniyede 1 çekirdek bozunması anlamına gelir.
- ☢️ Curie (Ci): Daha eski bir birimdir. 1 Ci, saniyede 3.7 x 10¹⁰ bozunmaya karşılık gelir. Yani, 1 Ci = 37 GBq'dir.
- ☢️ Gray (Gy): Bir madde tarafından soğurulan radyasyon dozunu ifade eder. 1 Gy, 1 kilogram madde başına 1 joule enerji soğurulması anlamına gelir.
- ☢️ Sievert (Sv): Radyasyonun biyolojik etkilerini dikkate alan bir birimdir. Farklı radyasyon türlerinin insan vücudu üzerindeki etkileri farklı olduğundan, Sievert birimi bu farklılıkları hesaba katar.
🧪 AYT'de Karşılaşılabilecek Örnekler
Radyoaktivite konusu, AYT fizik sınavında çeşitli soru tipleriyle karşımıza çıkabilir. İşte bunlardan bazıları:
⏳ Yarılanma Ömrü Hesaplamaları
Bir radyoaktif maddenin başlangıçtaki miktarının yarıya düşmesi için geçen süreye
yarılanma ömrü denir. AYT'de, yarılanma ömrü verilen bir radyoaktif maddenin belirli bir süre sonra ne kadarının kalacağını hesaplamanız istenebilir.
Örnek:
${^{238}U}$ izotopunun yarılanma ömrü $4.5 \times 10^9$ yıldır. Başlangıçta 100 gram ${^{238}U}$ bulunan bir kayaçta, $9 \times 10^9$ yıl sonra kaç gram ${^{238}U}$ kalır?
Çözüm:
$9 \times 10^9$ yıl, yarılanma ömrünün iki katı olduğundan, madde iki kez yarıya düşecektir.
* İlk yarılanma sonrası: 100 gram / 2 = 50 gram
* İkinci yarılanma sonrası: 50 gram / 2 = 25 gram
Cevap: 25 gram
💥 Bozunma Türleri ve Denklemleri
Alfa, beta ve gama bozunmalarının denklemlerini bilmek önemlidir. Bir çekirdeğin hangi tür bozunma geçirdiğini ve sonuçta hangi yeni çekirdeğin oluştuğunu belirlemeniz istenebilir.
Örnek:
${^{210}_{84}Po}$ çekirdeği alfa bozunması geçirdiğinde hangi çekirdek oluşur?
Çözüm:
Alfa bozunması, çekirdeğin kütle numarasını 4 azaltır ve atom numarasını 2 azaltır.
${^{210}_{84}Po} \rightarrow {^{206}_{82}X} + {^{4}_{2}He}$
Oluşan yeni çekirdek ${^{206}_{82}Pb}$ (Kurşun) izotopudur.
☢️ Radyasyonun Etkileri ve Güvenlik Önlemleri
Radyasyonun canlılar üzerindeki etkileri ve radyasyondan korunma yöntemleri hakkında sorular gelebilir.
Örnek:
Aşağıdakilerden hangisi radyasyondan korunma yöntemlerinden biri değildir?
a) Kurşun zırh kullanmak
b) Radyasyon kaynağından uzak durmak
c) Maruz kalma süresini kısaltmak
d) Bol su içmek
e) Radyasyonlu ortamlarda uzun süre kalmak
Çözüm:
Doğru cevap (e) şıkkıdır. Radyasyonlu ortamlarda uzun süre kalmak radyasyona maruz kalma riskini artırır.
🧲 Kütle-Enerji Eşdeğerliği
Einstein'ın meşhur $E=mc^2$ formülü, kütle ve enerji arasındaki ilişkiyi açıklar. Nükleer reaksiyonlarda açığa çıkan enerjiyi hesaplamak için bu formül kullanılabilir.
Örnek:
Bir nükleer reaksiyonda 0.001 kg kütle kaybı meydana gelmektedir. Açığa çıkan enerji kaç jouledür? ($c = 3 \times 10^8$ m/s)
Çözüm:
$E = mc^2 = 0.001 \times (3 \times 10^8)^2 = 9 \times 10^{13}$ Joule
