RADYOAKTİF ELEMENT VE MİNERALLER

https://docs.google.com/document/d/1-WyaByf6y9XKiukoa0TEevLl7t0p10mEL6sVL65DuoQ

Değerli arkadaşlar,doğada bulunan radyoaktif maddeler karşımıza çıkabiliyor. Bu konu da bazı yanlış anlaşılmalar olduğunu görüyorum. Bir nebze olsun bu alanda ki açığı  kapatmak amacı ile yazılmıştır.

Radyo kelimesi bize dışarıdan gelmiştir.Anlamı “saçılmak,yayılmak,ışıldamak” manalarını kapsar. Radyoaktif denince “kendi kendine ışık saçan”doğal veya yapay bir madde özelliği olarak algılarız.

Radyoaktif element de elementlerden bazılarının doğal olarak ışık saçması ve bu nedenle de kaybettiği elektron veya nötron gibi atomaltı parçacıkları nedeni ile daha az “atom sayısına” sahip olarak farklı bir elemente dönüşmesi olarak anlamamız gerekir. Kısacası var olan bir uranyum kütlesinin (yarılanma ömrü ile uyumlu)  bir süre sonra başka bir elemente hatta en sonunda kurşuna dönüşmesi olarak anlayalım. Burada göz önünde tutmamız gereken nokta, bu tür ışımaların  (radyasyonun)  tek çeşit olmadığıdır. Üç tür ışıma  (radyasyon)  vardır.  Alfa,  Beta,  Gama ışınları.  ALFA  IŞIMASI ;

çok yakın mesafelere etkili ve az zararlı olan çeşittir.  Bir iki santimlik mesafeye ulaşabilir.  Ancak izafi olarak ağırdır  .  Bu tip ışımalar Plütonyum,Uranyum gibi radyoaktif elementlerden kopan helyum parçacıklarıdır ancak bu helyum iki elektronunu kaybetmiştir sadece çekirdek kalmıştır. Böyle bir radyasyonu bir kitap yaprağı bile durdurabilir ancak canlı hücreler için tehlikelidir.Buna rağmen tıp ta kullanılır(özellikle kanserli hücrenin yok edilmesinde)

BETA IŞIMASI;

Bu tip ışımanın enerjisi daha fazladır ve daha uzak mesafelere etkilidir. Beta ışıması kısaca çekirdeğin artı veya eksi yüklü parçacık fırlatması olayı diyebiliriz. Ancak biraz daha karmaşık bir ışıma çeşididir. Eğer çekirdekte nötron fazlalığı var ise bu nötron dışarı atılır. Fakat bir nötron alt parçacıklardan oluşmuştur bu durumda dışarıya bir elektron atılır(nötron ; elektron ve protona ayrışır) kalan ise proton olur böylece çekirdekte bir proton fazlalığı oluşur. Bu nedenle de artık farklı bir elemente dönüşmüş olur.Eğer çekirdekte proton fazlalığı varsa dışarı atılır bu durumda da proton parçalanır bu parçadan biride artı yüklü elektron  (yani pozitron)  dur ve dışarı çıkar.Her iki durumda da dışarıya bırakılan parçaların enerjisi yüksek olduğundan uzun mesafelere gider ancak gama ışıması kadar girişkinliği yüksek değildir. İnsan vücudunda birkaç santim girebilir. Bir alüminyum folyo ile bu ışın durdurulabilir. Buradaki parçacıkların kütlesi vardır ve elektrik yükü taşırlar.

GAMA IŞIMASI;

Bu tip ışımalar o çekirdeğin daha önceden alfa veya beta ışıması yaptıktan sonra olur. Diğer iki ışımada o elementin çekirdeği parça kaybettiği için o element farklı bir elemente dönüşür fakat bu tip ışıma da yeni  bir element oluşmaz.Dışarı atılan çekirdekte ki fazla olan enerjidir.Bu nedenle dışarı atılan parçacığın ne elektrik yükü ne de  kütlesi yoktur.Fakat çok nüfuz edicidir bu nedenle de en tehlikeli ışıma çeşididir.Gama ışınlarını kağıt,ağaç,vs durduramaz ancak kurşun ve kalın betonlar ile önlem alınır.Her ne kadar üç çeşit ışıma var yazdı isek de aslında birde “nötron ışıması”vardır fakat bu tür ışımalar günlük yaşamda karşılaşılmaz esas olarak nükleer santrallerde oluşur ancak bu tür ışımada yüksüz olduğu için nüfuz kabiliyeti çok yüksektir bu nedenle kalın beton ve büyük kütleli su ile durdurulur.Ayrıca herkesin bildiği “x ışınları” vardır fakat bunlar ayrı katagoridedir.

Nükleer santrallar neticede yukarıda yazdığımız ışımaları yaratır.Bu nedenle bu tip santraller deniz kenarına kurulur (kalın su tabakası kalkan görevi görür)  Bu santrallerde çalışanlar yılda 300 milirem lik radyasyona tabi kalır. Bu kadar radyasyon insan sağlığını tehdit etmez. Ancak yıllık 5.000 milirem lik doz üstü zararlı kabul edilir. İşin ilginç yanı kömürle çalışan termik santrallerde radyasyon miktarı nükleer santraldan yüz kat fazla ışıma yayar. Çünkü yakılan kömür içinde radyoaktif madde daima bulunur.Fazla radyasyon da kansere sebeb olur.Elbette nükleer santrallerin de “atık” sorunu vardır ve hala tam bir çözümü yoktur.

Artık radyoaktif elementleri yazalım.Doğada atom numarası 89-103 arası olan bütün elementler radyoaktiftir. Ayrıca doğada olmayıp insanlığın laboratuvarda  yaptığı elementlerin tamamı radyoaktiftir. Yukarıda ki yazılanlardan da anlaşılacağı üzere radyoaktivite oluşumu atomun çekirdeğinin tutabileceğin den fazla olan parçacıkların belli bir düzen içinde salınmasıdır. Böyle olunca atom sayısı düşük olduğu halde radyoaktif olan elementler,fazla olarak parça bulunduran izotop elementlerdir.Diyelim ki, karbon elementi. Normal karbonun altı adet elektronu vardır. Bu durumda çekirdekte de altı adet proton ve altı adet nötron bulunur . Eğer nötron sayısı fazla olursa  (ki vardır böyle karbonlar ve onlara karbonun izotopu denir) bu fazlalık yarılanma süreci ile atılır.Mesela meşhur “karbon 14”  gibi. Fizikte her radyoaktif elementin yarılanma süresi belirlenmiştir. Bu bilgiden yola çıkılarak bazı tarihleme olayları mümkün olabilmiştir.(Bu iş için elde edilen organik materyal bilim insanlarınca laboratuvarda incelenerek kalan C-14 miktarı tespit edilir.Yarılanma süresi bilindiğinden o maddenin kaç yıllık olduğu bulunur. Elbette burada kritik bilgi canlıların öldükten sonra  C-14 ü vücuduna alamayacağı gerçeğidir.  Her neyse artık elementleri sıralayalım.

1-)Toryum   2-)Protaktinium  3-)Aktinyum  4-)Uranyum  5-)Neptünyum 

 6-)Amerkanyum  7-)Kürinyum  8-)Berkelyum  9-)Californium  10-)Aynştaynyum

11-)Fermiyum  12-)Mendelevyum 13-)Nobelyum  14-(Lavrensyum.

Yukarıda ki bazı elementler doğada asla bulunmaz zaten isimlerine dikkat edilirse önemli bilim insanlarının adını taşırlar. Fakat  “Uranyum” doğanın imalatıdır. Bütün bunların yanında mineral ve kayaç halinde bulunanlar vardır. Hepimizin bildiği gibi bir element eğer doğada serbest halde bulunuyorsa (bileşik yapmamışsa)  bu tip elementleri “native”element veya türkçesi ile “doğal element” diyoruz.  Doğal elementler genelde nadir olur.  Bunlar altın,platin gibi soy elementlerdir.Bazı elementlerde asla native (doğal olarak)  olarak bulunmaz (alimünyum gibi)  ; bazıları da özel şartlar altında native halde bulunabilir  (demir gibi ; demir eğer bir kömür madeni yanında ise doğal halde bulunabilir birde meteorlarda bulunur)  .İşte bu bilgileri de  göz önüne alarak radyoaktif elementlerin durumunu anlayabiliriz.  Bazıları native halde bulunabilir ancak bu tip elementlerin çok sayıda “izotopu” bulunur mesela Uranyumun 16 adet izotopu vardır ve hepsi de radyoaktiftir. Uranyum,toryum gibi elementler doğada çok küçük miktarlarda bulunur.  Bu özelliği ile altına benzer. Fakat her radyoaktif elementin mineralleri bulunur.Uranyumun doğada yüzlerce minerali vardır ancak bunlardan dört tanesi işletilmeye uygundur. Bu kadar çok sayıda minerali yazmanın  bir anlamı yok bu nedenle sadece daha sık bulunanları yazmakla yetineceğiz.

Radyoaktif mineraller:

1-)Carnotite  2-)Samarskite  3-)Gadolinite  4-)Allanite  5-)Zirkon  6-)Exenotime

7-)Uraninnite  8-)Petchblende  9-)Autunite  10-)Gummite  11-)Uranophane

12-)Fengusonite  13-)Crytolite  14-)Torbernite  15-)Monazite  16-)Malacon

17-)Columbite  18-)Thorite  19-)Hydrofergusonite 20-)Polycrase 

21-)Rogersite

22-)Phosphoranylite 23-)Hatchettolite 24-)Nivenite 25-)Titanium

 26-)Opal(floresan)

27-)Metatorbernite 28-)Uranyumlu floresan agat,kalsedon 29-)Brannerite

30-)Aeschynite 31-)Betafite 32-)Becqurelite 33-)Cuprosklodonskite 34-)Curite

35-)Euxenite 36-)Lyndolite 37-)Kasolite 38-)Microlite 39-)Ellsworthite

40-)Toddite 41-)Uranothorianite 42-)Zeunerite 43-)Zippeite.