Nükleer Radyasyonun birkaç farklı uygulaması vardır ve bu makalede nükleer radyasyonun bu tür birkaç kullanımına bakacağız. Özellikle radyokarbon tarihleme ve radyoizotopların tıpta kullanımına bakacağız.

Radyoaktif Arkadaş

radyokarbon tarihleme 1940'ların sonlarında Willard Libby tarafından geliştirilen ölü organik materyalin yaşını belirlemek için bir yöntemdir. Bunun için 1960 yılında Nobel Kimya Ödülü'ne layık görüldü. Yöntem, malzemeyi oluşturan organizmanın ne zaman öldüğünü belirlemek için karbon-14'ün bozunmasını kullanır.

Üst atmosferde, kozmik ışınlar, birçok nötron üretimine yol açan çeşitli moleküllerle etkileşime girer. Bu nötronlar, sırayla, aşağıdaki reaksiyonda kararsız izotop karbon-14'ü üreterek azot gazı atomlarıyla reaksiyona girer:

Karbon-14, kararsız bir karbon izotopudur. Tekrar nitrojen-14 üreterek beta eksi bozunmaya uğrar:

Yukarıdaki işlemin yarı ömrü 5730 yıldır.

Atmosferdeki karbon-14'ün cabon-12'ye oranı aynı kalır. Atmosferdeki karbon-14, karbon dioksit moleküllerine dönüşür. Canlılar sürekli olarak karbon aldıkları için vücutlarındaki karbon-14'ün karbon-12'ye oranı atmosferdeki karbon-14'ün karbon-12'ye oranı kadar olur.

Canlılar öldüklerinde karbon almayı bırakırlar. Vücutlarındaki karbon-14 artık çürümeye devam ediyor ve artık yenilenmiyor. Böylece, ölümden sonra, bir zamanlar yaşayan bir organizmanın vücudundaki karbon-14'ün karbon-12'ye oranı azalmaya devam eder.

Canlı bir organizmada karbonun yarı ömrünü ve karbon-14'ün karbon-12'ye oranını bildiğimize göre, eğer bir cesetten karbon-14 bozunma aktivitesini ölçebilirsek, organizmanın ne kadar süredir ölü olduğunu hesaplayabiliriz. için. Teknik, ahşap ve kumaş gibi malzemeler de dahil olmak üzere canlı malzemeden yapılmış herhangi bir şeyin ne zaman yapıldığını bulmak için uygulanabilir.

Ünlü radyokarbon tarihleme vakaları şunları içerir:Buz Adam Ötzi(Yaklaşık 5000 yıl önce gömülen bir ölünün kalıntıları), “Torino Kefeni" ve Ölü Deniz Parşömenleri.

Radyokarbon tarihleme mükemmel değildir. Atmosferdeki karbondioksit bileşimi yıllar içinde biraz değişti. Ayrıca, yaklaşık 40 000 yıldan daha eski olan şeyleri tarihlemeye çalışırken karbon tarihlemesi doğru olmayabilir. Bunun nedeni, kalan karbon-14 oranının aktivitenin doğru bir okumasını elde etmek için çok düşük olmasıdır.

Potasyum-40 ile flört

Çok daha yaşlı nesnelerin yaşını bulmak için potasyum-40'ın argon-40'a bozunması kullanılabilir. Beta artı bozunma süreci:

yaklaşık 1.25 × 10 yarı ömre sahiptir⁹ yıllar. Bu nedenle, çok daha eski nesnelerin yaşını belirlemek için (örneğin, kayaların ne zaman oluştuğunu bulmak için) karbon tarihlemesinden çok daha uygundur.

Örnek

Iceman Ötzi'den alınan bir numunenin aktivitesi gram başına 0.13 Bq olarak ölçüldü. Canlı dokunun aktivitesinin gram başına yaklaşık 0.23 Bq olduğu göz önüne alındığında, Buz Adam Ötzi'nin ne kadar zaman önce hayatta olduğunu bulun.

İlk önce bozunma sabitini bulacağız:

.

Sonra,

.

Her iki tarafı da alırsak,

.

Sonra,

.

Nükleer Radyasyonun Tıpta Kullanımları

Nükleer radyasyon, tıpta hem teşhis hem de tedavi için birçok farklı kullanıma konur.

Meta-kararlı taknityum-99 Technitium'un bir izotopudur (

) sırasında üretilen

Molibden-99'un çürümesi (

). çekirdeği

oluşan uyarılmış haldedir ve bir sinyal yayarak bozunur.

ışın. NS

meta-kararlı teknetyum-99'un bozunması, tipik yarı ömürden çok daha uzun olan yaklaşık 6 saatlik bir yarı ömre sahiptir.

çürür. Bu idealdir, çünkü vücut hücrelerinin enjekte edilen herhangi bir materyali emmesi biraz zaman alır. Enjekte edilen

kanserli hücreler tarafından alınır (sağlıklı hücrelere girmezler), burada

çürümek. Gama kamera kullanılarak kanserli hücrelerin konumu tespit edilebilir.

İyot-131 Tiroid bezindeki kanser hücrelerini yok etmek için kullanılan kararsız bir izotoptur.

Pozitron-Elektron Tomografi (PET) tarama aynı zamanda nükleer radyasyondan da yararlanır. Burada atomları içeren moleküller,

çürüme vücuda girer. NS

parçacıklar pozitronlardır (

) ve elektronlarla temas ettiklerinde yok olurlar (

). Yok etme bir çift üretir

fotonlar, daha sonra tespit edilebilir.

Nükleer Radyasyonun Kullanım Alanlarından Biri – Bir PET Taraması

Referanslar:

Angelo Jr., J.A. (2004). Nükleer Teknoloji. Westport: Greenwood Basın.

Görünüm inceliği:

PET Tarama Görüntüsü orijinal olarak Akira Kouchiyama, [CC BY-SA 3.0]