Decrierea fenomenului

1. RADIOACTIVITATEA NATURALĂ
Radioactivitatea (lat. radius = rază, radiație) este un fenomen rezultat din dezintegrarea
radioactivă a nucleelor atomilor unor elemente naturale radioactive (U, Ra, Po, Th, Rn etc.) - procesul
prin care nucleul unui atom se transformă spontan în altă specie de nucleu atomic. O specie de atomi - un
izotop - care pot suferi dezintegrare radioactivă se numește izotop radioactiv. Radioactivitatea depinde
fundamental de numărul de neutroni din nucleu, izotopii aceluiași element chimic comportându-se în
general foarte diferit. Procesele radioactive nu depind de condiţiile exterioare: presiune, temperatură,
câmpuri electrice sau magnetice. Studiul radiaţiilor emise de uraniu în câmp magnetic a arătat că ele
constau din trei componente: radiaţii α (alfa)- un flux de particule pozitive, de fapt nuclee de heliu,
radiaţii β (beta)- un flux de particule negative, de fapt electroni, radiaţii γ( gamma- un flux de fotoni,
particule fără sarcină electrică, cu cea mai mare putere de pătrundere. Dezintegrarea radioactivă a unui
nucleu instabil constă în emisia de radiaţie în mod spontan, astfel definim timpul după care se
dezintegrează în medie jumătate din numărul iniţial de nuclee ale unui nuclid radioactiv ca fiind timpul de
înjumătăţire. Timpul de înjumătăţire este o constantă caracteristică pentru fiecare nuclid radioactiv. Ca
urmare a procesului de dezintegrare, nucleul radioactiv al unui element se transformă în nucleul altui
element. Elementul rezultat poate fi la rândul său radioactiv. Lanţul de dezintegrări şi transmutări
succesive continuă, până ce se obţine un element stabil. Succesiunea de dezintegrări legate genetic între
ele, care pornesc de la un element radioactiv şi se termină la un element stabil, se numeşte serie
radioactivă.
Radioactivitatea naturală a fost definitiv stabilită la toate elementele care au Z>83. Acestea aparţin unei
serii de elemente radioactive care formează o familie radioactivă. Una dintre aceste serii este aceea a
uraniului în care capul seriei este 238U. Printre izotopii radioactivi ai elementelor care se găsesc în natură
amintim : 40K(0.012% ; 1.2 · 109, beta ; ), 87Rb(27.8%; 6.2· 1010ani; beta) , 147Sm(15.1%; 1.3 ·
1011ani;alfa), 115In(95.8%; 6.0 · 1014ani; beta), 190Pt(0.012% ;1012ani; alfa). 23892U, cel mai greu dintre
izotopii naturali), se dezintegrează foarte încet (timp de înjumătăţire 4,5milioane ani) prin emisie de raze α.
Reacţia nucleară prin care radiul emite particule alfa şi trece în radon este:
Până în 1934 numai elementele radioactive naturale erau cunoscute, însă în anul 1934, Irene şi
Frederic Joliot au arătat că aluminiul şi magneziul pot deveni radioactive daca sunt bombardate cu
particule alfa de la poloniu. Dupa această descoperire, a radioactivităţii induse pe o cale artificială, s-a pus
problema utilizării unor resurse de particule alfa mai energice ţinând seama de bariera de potenţial a
nucleelor. Astfel s-au construit acceleratoarele. După descoperirea neutronului, s-a stabilit eficacitatea
deosebită a acestuia (în special a neutronului lent) de a produce izotopi radioactivi, respectiv
radioactivitatea artificiala. Neutronul prezintă avantajul ca nu are sarcină, deci poate sa pătrundă cu
uşurinţă în nucleul ţintă. O data cu folosirea surselor de neutroni ca particule bombardante, numărul
izotopilor radioactivi obţinuţi pe cale artificială a crescut enorm (la 36). Radioactivitatea artificială este
un proces provocat sau indus, în care prin reacţii nucleare se obţine un izotop instabil, sau
radioactiv, care apoi trece spontan într-un alt nucleu. Prima reacţie nucleară realizată prin care s-a
obţinut P* , un radionuclid care emite particule pozitive numite pozitroni - care au masa şi sarcina în
27 4 1 30
valoare absolută egale cu a electronului: 13 Al 2 0 n 15 P Din multe reacţii nucleare rezultă nuclizi
60 14
instabili, care nu se găsesc în natură ( de exemplu 27 Co şi 6 C ), dar care au multiple aplicaţii:
● În scop terapeutic se utilizează iradierea pentru distrugerea ţesuturilor tumorale maligne.
Frecvent folosite sunt radiatiile X de mare energie sau radiaţiile gamma date de sursele Cobalt-60. Prin
iradieri interne si externe, izotopii radioactivi sunt folositi pentru tratamentul multor afecţiuni. Exemple:
iodul radioactiv - în tratamentul unor afecţiuni tiroidiene, fosforul radioactiv - în tratamentul eritremiei, al
leucozelor cronice, al limfosarcomului, iar cobaltul radioactiv, prin aplicaţii locale sau telegammaterapie,
în oncologie. Cercetătorii au observat ca în urma bombardării ţesuturilor afectate de cancer cu anumiţi
izotopi radioactivi, cum ar fi de exemplu iod-131 sau iridiu-192 celulele canceroase sunt complet distruse.