Luonnollisten radioaktiivisten päästöjen ionisoiva voima

Luonnollisia radioaktiivisia päästöjä on kolme:

• Alfa-päästöt (α): Hiukkaset koostuvat kahdesta protonista ja kahdesta neutronista, aivan kuten heliumatomin ydin. Niiden sähkövaraus on yhtä suuri kuin +2 ja massa on yhtä suuri kuin 4u;
• Beetapäästöt (β): Elektronin muodostamat hiukkaset. Niiden sähkövaraus on -1, ja niiden massaa pidetään vähäisenä;
• Gammaemissio (γ): Se on sähkömagneettista säteilyä, joka on samanlainen kuin röntgensäteet. Siinä ei ole sähkövarausta eikä massaa.

Näillä päästöillä on energiaa, joten kun radioaktiivisten atomien ytimet (epävakaat ytimet) päästävät ne, ne saavuttavat kaasumolekyylit, kuten ilmassa olevat ja kykenevät ionisoimaan nämä kaasut, eli ne repivät pois elektroninsa ja muodostavat ioneja.

Ionit ovat alkioiden atomeja, jotka menettävät tai saavat elektronit ja latautuvat sähköisesti. Jos atomi menettää yhden tai useamman elektronin, se saa positiivisen varauksen ja sitä kutsutaan kationiksi. Toisaalta, jos se saa yhden tai useamman elektronin, se saa negatiivisen varauksen ja sitä kutsutaan anioniksi.

Esimerkiksi alfa-hiukkanen (₂⁴a) törmää happikaasumolekyylien (O₂) ja sieppaa kaksi elektronia muuttuen heliumatomiksi. Koska O₂ hävisi kaksi, se ionisoitui, jolloin syntyi ioni O₂⁺².

Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)

₂⁴a + O₂ → ₂⁴Hän + O₂⁺²

Koska alfa-hiukkasella on suurin massa verrattuna muihin radioaktiivisiin päästöihin, sen ionisoiva voima on suurempi, eli se erottaa elektronit kaasuista helpommin ja onnistuu muodostamaan suuremman määrän ioneja per cm³ kuin muut päästöt.

Beeta-hiukkasten ionisoiva voima on keskitasoinen, koska niiden sähkövaraus on pienempi kuin alfa-hiukkasten.

Gammasäteilyllä on toisaalta pienin ionisointiteho näiden kolmen joukossa, koska tämä kapasiteetti se riippuu melkein yksinomaan sähkövarauksesta eikä sillä ole varausta, joten sitä ei käytännössä muodostu ioneja.

Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta

Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Luonnollisten radioaktiivisten päästöjen ionisoiva voima"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/poder-ionizacao-das-emissoes-radioativas-naturais.htm. Pääsy 27. kesäkuuta 2021.