Slajd 1

Radek Busiak
Przemek Morawski
IB
Promieniotwórczość dzielimy na:
Promieniotwórczość naturalna, która następuje w czasie przemian
jądrowych izotopów radioaktywnych występujących w środowisku
naturalnym. W środowisku naturalnym występuje ponad 60
izotopów radioaktywnych.
Promieniotwórczość sztuczna, która zachodzi w jądrach atomów
pierwiastków radioaktywnych otrzymywanych sztucznie. Ma
miejsce bombardowanie cząstkami alfa oraz beta jąder stabilnych
pierwiastków.
Izotopy pierwiastków promieniotwórczych są stosowane w metodach diagnostycznych wielu chorób (m.in. Diagnostyka
rentgenowska)
Są prowadzone badania mające na celu wykazać wpływ lekarstw na organizm ludzki. Izotop 99tc jest wprowadzany do
organizmu człowieka w postaci związku chemicznego. Będąc w organizmie jest nieustannie monitorowany. Dzięki
temu możemy zbadać funkcjonowanie określonych narządów;
Bomba kobaltowa oraz igły radowe są stosowane w leczeniu chorób nowotworowych (radioterapia). W tym przypadku
stosuje się naświetlenie, które jest wysyłane przez izotopy Ra, co, Cs;
Balneologia, stosowana w uzdrowiskach. Są to kąpiele lecznicze i inhalacje. Stosowany jest w tych zabiegach rn;
Jod 131 jest stosowany w leczeniu tarczycy. Niekorzystny wzrost tkanki tarczycowej może spowodować nadczynność
tarczycy. Wydzielana jest nadmierna ilość hormonów. W czasie leczenie wstrzykiwany jest izotop jodu (tarczyca jest
w stanie wchłaniać jod) ze znanym okresem połowicznego rozpadu. Ziszczeniu ulega nadmiar tkanki;
Wyjaśnienie metabolicznej aktywności komórki poprzez wprowadzenie w miejsce węgla 12C węgla promieniotwórczego
11C, ewentualnie 14C. W taki sposób oznaczona substancja jest wstrzykiwana poddawanej badaniu roślinie lub zwierzęciu.
Jesteśmy w stanie wyhodować w tym celu odpowiednie komórki. Dzięki temu jesteśmy w stanie dokładnie
monitorować krok po kroku kolejne procesy, którym ulega oznakowana substancja;
Długotrwałe baterie wykorzystywane w regulatorach rytmu serca (pluton 238);
Szybkość tworzenia substancji kostnej i wpływ witaminy D oraz hormonu wydzielanego przez tarczycę, jesteśmy w stanie
zbadać dzięki radioaktywnemu wapniu (45 ca). Dzięki zastosowaniu tej metody jesteśmy w stanie rozwikłać wiele
tajemnic, które kryje biologia;
Sprzęt rentgenowski (zdjęcia rentgenowskie). Strumień promieniowania X ulega osłabieniu podczas przenikania przez
określony narząd, gdyż promieniowanie to zostaje pochłaniane przez tkanki. Ilość promieniowania pochłonięta przez
tkanki jest uzależniona od ich gęstości. Następnie osłabiony strumień promieni X pada na kawałek kliszy
fotograficznej powodując jej zaczernienie, które jest proporcjonalne do osłabienia promieni rentgenowskich. W taki
właśnie sposób otrzymujemy zdjęcie rentgenowskie badanej części ciała;
Tomografia komputerowa, która wywodzi się z technologii rentgenowskiej. Polega ona na tym, że wykonywane są zdjęcia
badanej części ciała pod różnymi kątami i płaszczyznami. Wszystko jest zrobione komputerowo. Wynikiem tych
działań jest warstwowy obraz, który jest w stanie zobrazować niewielkie, początkowe zmiany chorobowe;
Medycyna nuklearna, która wykorzystuje radioaktywne izotopy, wprowadzane do organizmu ludzkiego. Pozwalają one
śledzić procesy zachodzące w środku, wykrywać schorzenia oraz znajdować odpowiednie metody leczenia.
Sterylizacja sprzętu laboratoryjnego, medycznego oraz żywności radioaktywność może zabić organizmy
żywe. Dawka promieniowania powinna nie powinna być za duża, gdyż może zaszkodzić ludziom.
Zarówno sprzęt medyczny jak i warzywa i owoce powinny być napromieniowane minimalna dawka;
Badania grubości substancji, znajdowania wad technicznych (kadłuby statków, rurociągi, budynki);
Czujniki przeciwpożarowe (czujniki dymu);
Proces barwienia tkanin, szkła oraz sztucznych i naturalnych kamieni;
Elektronika (elementy półprzewodnikowe);
Modyfikacji polimerów lub innych substancji;
Analiza radiacyjna (analiza jądrowa składu substancji). Stosując te technikę jesteśmy w stanie określić
zanieczyszczenie ilościowe metalami ciężkimi w odpadach oraz azotu w nawozach sztucznych. Możliwa
jest analiza jakościowa w tym samym czasie kilku pierwiastków;
Proces uzyskiwania termokurczliwe rurek oraz taśm (stosowane w izolacji elektrycznej) powstają w
wyniku napromieniowania. Są wykorzystywane w procesie łączenia elementów;
Proces oczyszczania gazów wylotowych, powstające z rożnych instalacji spalających (węgiel). W wyniku
tego procesu jesteśmy w stanie zmniejszyć wydzielenie SO 2 oraz tlenków azotu o odpowiednio: 95% i
80%;
Metody radiacyjne są wykorzystywane w sprzęcie promieniotwórczym (reaktory, mierniki, czujniki oraz
regulatory). Branża metalurgiczna oraz chemiczna wykorzystuje promieniotwórczość w
grubościomierzach, gęstościomierzach, miernikach odczytujących poziom materiałów sypkich oraz
ciekłych;
Badanie mechanizmów złożonych mechanizmów reakcji organicznych. Stosując dwutlenek węgla
(znaczony 14C) do asymilacji przez organizmy roślinne możemy zbadać przemianę dwutlenku węgla do
węglowodanów podczas fotosyntezy.
Pierwiastki radioaktywne mogą być stosowane do produkcji bomby atomowej, jądrowej,
termojądrowej, neutronowej. Dotychczas stosowane bomby wykorzystywały reakcję
rozpadu jądra uranu o liczbie masowej 233, ewentualnie plutonu o liczbie masowej 239. W
bombach termojądrowych (wodorowych) ma miejsce synteza jąder helu z izotopów litu
oraz wodoru. Jako zapalnik stosowana jest bomba jądrowa. Inicjuje ona reakcje
termojądrową. Bomby neutronowe emitują ogromne ilości energii pod postacią
promieniowania neutronowego. Zabijają one organizmy żywe oszczędzając obiekty
materialne. Rozpad jąder pierwiastków radioaktywnych jest wykorzystywany do produkcji
broni masowego rażenia. Podczas wybuchu uwalniana bardzo duża ilość energii. W czasie
II wojny światowej nas Nagasaki oraz Hiroszimę została zrzucona bomba atomowa. Wiele
osób poniosło śmierć, wiele miało objawy choroby popromiennej. Procesy produkcyjne nad
bombami atomowymi oraz otrzymywanie izotopów muszą być kontrolowane przez
organizacje międzynarodowe. Skutki późne choroby popromiennej to:
- skrócenie życia
- przedwczesne starzenie
- niedokrwistość
- nowotwory
- białaczka
- zaćma
- biegunka oraz nudności.
Jako napęd do wielu pojazdów (transport wodny). Gdy okręt ulegnie zatopieniu, to stanowi
poważne źródło potencjalnego zagrożenia skażenia środowiska szkodliwymi pierwiastkami
promieniotwórczymi;
Promieniotwórczy izotop węgla 14 C jest stosowany w badaniach archeologicznych. Występuje
on w środowisku naturalnym w określonej ilości. Ulega asymilacji przez rośliny wspólnie z
węglem promieniotwórczym pod postacią dwutlenku węgla. Znaczne jego ilości występują
w organizmach ludzkich oraz zwierzęcych na skutek spożywania żywności pochodzenia
roślinnego. Izotop ten jest stosowany do określenia wieku szczątków zawierających węgiel
(liczne wykopaliska). Wiek ten jest określany na podstawie okresu półrozpadu oraz ilości
węgla 14 C;
Badanie wód i procesów zachodzących w rzekach oraz na dnie mórz, badanie szczelności
wodnych zapór wodnych oraz podziemnych rurociągów.
Negatywne oddziaływanie promieniowania
Defekty elektrowni jądrowych doprowadzają do awarii. W roku 1986 w czarnobylu miało
miejsce uszkodzenie reaktora jądrowego. W wyniku wybuchu atmosfera ziemska została
skażona izotopami promieniotwórczymi (137Cs i 131I). Duża część europu uległa skażeniu
promieniotwórczemu
Przemysł, którego działalność niesie ze sobą duże niebezpieczeństwo dla środowiska
naturalnego. Odpady takie mogą zawierać materiały radioaktywne. Głównym źródłem tych
zanieczyszczeń jest hutnictwo. Występujące w hałdach izotopy promieniotwórcze mogą
przedostać się do wody oraz powietrza.
Odpady radioaktywne powstałe w wyniku działalności energetyki jądrowej. Niosą ze sobą
bardzo duże niebezpieczeństwo, gdyż mogą dostać się do środowiska naturalnego.
Izotop promieniotwórczy
3H
Czas
połowicznego
rozpadu
Rodzaj
promieniowania
– wodór
238Pu – pluton
12,3 lat
87,7 lat
beta
alfa
204
3,8 lat
beta
432 lata
alfa
– rad
60Co – kobalt
1600 lat
5, 3 lat
gamma
gamma
239Pu
24000
alfa
8 dni
73,8 lat
30 lat
gamma
gamma
gamma
Tl – tal
241Am
– ameryk
226Ra
131I
– pluton
– jod
182Ir – iryd
137Cs - cez
Zastosowanie
błyszczące farby
stymulatory mięśnia
sercowego,
aparatura pomiaru
grubości
czujniki
przeciwpożarowe
aplikatury radowe
radiografia, sprzęt
radiacyjny, bomba
kobaltowa, aparatura
pomiarowa (grubość,
poziom cieczy, waga)
czujniki
przeciwpożarowe
badanie tarczycy
radiografia
Radiografia, pomiary
grubości, bomba cezowa