Alpha Decay'nin Endüstride Kullanılan Uzun Yol Üzerindeki Etkisi

Giriş Giriş Giriş

Radyoaktif izotoplar, geniş bir endüstri, tıbbi ve enerji sektörlerinde temel araçlardır. Güçten derin alan probları, bu kararsız elementler, alfaların ölçülebilir sinyalleri, ısıyı veya radyasyonu üretmesine güvenebilirler. Üç birincil radyoaktif çürük modları arasında -alpha, beta ve kumarlama - özellikle de birçok ağır uygulamadaki endüstriyel etkilerin güvenliğini sağlamak için etkilidir.

Alfa Decay Nedir?

Alfa çürümesi, bir alfa parçacığının dengesiz atomik bir atomun iki katın - iki protonun sıkı bir şekilde kümesünü ve iki nötronun bir helium-4 atomunun çekirdeğine aynı şekilde yer verir.Bu emisyon, ebeveynin atom sayısını iki ve kütle numarasının dört, dört kişilik bir sayıya indirdiği zaman, iki tane dahaki kütleye devre dışı bırakmaktır.

Kuantum Tüneli Mechanism

Alfa çürümesi, başlangıçta güçlü nükleer güç tarafından nükleusta ile sınırlıdır, ancak kuantum tüneli aracılığıyla potansiyel bir bariyerden kaçabilir. Tünelleşme olasılığı, alfa parçacığının enerjisine ve alfa yayıcılarının büyüklüğüne bağlıdır. Bu ilişki, milyarlarca yıla kadar mikrosaniyeler tarafından tarif edilir.

Alfa Emitters'in Anahtar Özellikleri

Alfa parçacıklarının düşük penetating gücü vardır: kağıt veya birkaç santimetre hava onları durdurur. Dış maruz kalma genellikle tehlikeli değildir, ancak iç maruz kalma (halasyon veya ingestion) yüksek lineer enerji transferi nedeniyle önemli biyolojik hasara neden olabilir (LET).
Alfa çürümesi, 82'den fazla atom sayıyla ağır nükle en yaygın olanıdır (lead). Birçok uranyum, radium, plutonyum ve americium alfa çürümesine maruz kalır.
İhraman alfa parçacığının enerjisi genellikle 4-9 MeV aralığındadır, ki bu, seyahat mikrometre başına binlerce atomu iyonize etmek için yeterlidir.

Sanayi Kullanımda Alfa-Eating Isotopes in Industrial Use

Birkaç alfa,otopes doğrudan endüstriyel, tıbbi ve güç nesil uygulamalarında kullanılır. Her birinin en yararlı olduğu yarı hayattaki ve radyasyon niteliklerini dikmektedir.

Americium241 ([[DÜT:0)241).

Yaklaşık 432 yıl boyunca yarı ömrü ile, americium-241 sık sık değiştirmeden standart alfa kaynağıdır.(Dört duman detektörleri. iki plaka arasındaki havayı iyonize etmek; duman parçacıkları mevcut olanı azaltır, alarmı tetikler.

Plutonium238 ([[Dön:0)238).

Plutonium238, alfa emisyonu ile çürütme:0)234[DÜDÜDÜ] Yarım ömür boyu, yaklaşık 87.7 yıl boyunca, bu yarı yaşam, yüksek ısıtımı sağlar - gram başına 0,57 watt - boşanır - 238 Pu radyoisotope termoelektrik jeneratörleri (RTGs) için ideal. RTGs güç uzayı, bu yarı-yaşamı, Jacques, Cassini ve New Horizons görevleri, uzak mesafeler için de uzak durmuş gibi.

Uranium238 ([[DÜ:0)238 ). ve Thorium-232 (^).232).

Bu ilkel izotoplar son derece uzun yarı hayattalar (4.47 milyar yıl ve 14.05 milyar yıl boyunca) onları çok yavaş çürütmeler, alfaların ve minerallerin radyometrik dating için uygun hale getirir. Endüstrily,TELFLT:0238 En nükleer reaktörlerde birincil yakıt, nötron kaynaklı seramikler için desteklenmektedir, alfa çürütücüler için de enerji üretirler.

Radium226 ([Dönem:0)-226[Dönem: 1/01/2009

Radium226, 1-600 yıl boyunca yarı ömrü ile, tarihsel olarak kendini aydınlatıcı boyalarda (örneğin, saat aramaları) kullanılmıştır, çünkü alfa ve kumar emisyonları radyasyon ölçümlerinde ovuşturuyor ve büyük ölçüde daha güvenli bir beta-ean izotoplar tarafından değiştirildi (örneğin, tritium veya promethium-147).

Polonium210 ([Dönt:0-)210).

Polonium210 sadece 138 gün boyunca yarı hayatta olan çürük bir şekilde çürük bir şekilde çürük bir şekilde, kaynağın yüksek enerjili bir parçacık (5.3 MeV) Bu, küçük bir hacimde statik emisyonlular tarafından kullanılır.(P.T:0)210[Dönder, kağıt değirmenleri), aynı zamanda anti-eplikeli fırçalar ve tarihsel olarak, nötron-triyoterapist cihazlarında kritik bir şekilde kullanılır.

Radon222 ([DÜ:0)-222).

Radon222 doğal olarak alfa-eating gaz (yarı ömrü 382 gün) bu sonuçlar toprak ve kayada radium-226'nın çürümesinden kaynaklanmaktadır. Endüstri olarak, çevre kirliliği ve bodrumlarda bir tehlike olarak önemlidir.

Tıpta Alfa Emitters

Birçok tıbbi izotoplar beta veya kumar radyasyonuna güveniyor olsa da, alfa-ekran isotopes hedefli alfa terapisinde (TAT) Radium-223 ([Dönetici:0) ve birstat-211Ra ([Dönder: 16.4 gün) kemik metastazlarını prostat kanserinde tedavi etmek için onaylanmıştır. Bismuth213 () ve yüksek dozda yüksek tedavi edilir.

HalfLives ve onların Endüstriyel İşaretleri

Bir alfa yayıcısının yarısı, pratik kullanılabilirliğini belirleyen tek önemli parametredir. Isotopes çok uzun yarı hayattaki (yılların milyarları) jeolojik saatler veya uzun vadeli ısı kaynakları olarak hizmet edebilir, ancak özel faaliyetleri düşük. Tersine, yarı hayattakiler için uzun süreli aktiviteyi sağlar.

Uzun HalfLife Uygulamaları

[FONT=0] Radyometrik dating ve geochronoloji[DÜT:1)[Üye Olmayanlar İçin Mutlak Yaşlar:2]238 )Ü,TELFLT:4)235)U, ve |)
[FONT:0]Nuclear yakıt envanteri[DÜT:1] – Uzun ömürlü alfa yayıcıları (örneğin,238)U,TELFLT:4[DÜŞÜNCÜŞÜŞÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞ
[FONT:0)Calibration kaynakları[[Dönetici:0)[Dönetici:0)[Döneticiler)[Döneticiler için referans standartları olarak kullanılırlar çünkü emisyon oranları onlarca yıldır tahmin edilebilir.

Kısa HalfLife Uygulamaları

[FONT:0]Statik testler ve iyonizasyon cihazları – ⁾²¹⁰)Po kaynakları, 138 günlük yarı ömrü nedeniyle her iki yıla kadar bir yedek gerekir.
[FONT:0) Radioisotope termoelektrik jeneratörleri (RTG)[[DÜT:1) [FONTD:2}238)Pu, 20-40 yıl boyunca yüksek güç yoğunluğu sağlar; bu çıktının üst üste düşmesinden sonra.
[FONT:0)Targeted alfa terapisi (TAT))[Üye:2)[[DÜye: 3 )Bi ve [[DÜyetim: 4)[DÜyetim: 4 ) Üretimden sonra üretime geçilmesi gerekir, ancak tam olarak tümörlere yoğun radyasyon sağlarlar.
[FONT:0)Environmental izrs[DÜT:1) – [[Üye:2|222[DÜye: 3) Rn, altyüz hava akışı ve yeraltı hareketi incelemek için kullanılır; kısa yarı ömrü deneylerden sonra çevrede devam etmediğinden emin olur.

Alfa Decay Oranlarını Etkileyen Faktörler

Bir izotop alfa çürümesine maruz kaldığı oran - yarı ömrü - neredeyse sadece nükleer özelliklerle belirlenir. Sıcaklık, baskı veya kimyasal çevre, bazı beta-decay süreçlerinde görülenlere kıyasla makul etkilere sahiptir.Bu stabilite, çekirdeklerin içinde tamamen ortadan kalkarak yapılır.

Nükleer Yapı ve Geiger-Nuttall Kuralı

GeigerNuttall kuralı, yüksek bir tünele karşılık gelen bir alfaın yarı ömrü ile ilgilidir. Örneğin, [[Dint:0)210) 5.4 MeV ve 138 gün daha yüksek bir yarı ömrüne sahip, ancak yüksek bir yarı ömrüne göre hesaplanabilir.

Shell Effects and Magic Numbers

N=128) {2}{3}{3}{3}{3}{0}{0}{183}{0}{0}{3}{3}{0|3|3|3|3|3|3|3|3|3|3|3|3|3|3|3|3|3|3|3|3|3|3|4|3|3|2|3|3|3|4|3|3|3|4|3|3|3|4|3|3|4|3|3|3|3|3|3|3|4|0|0|0|0|0|0|3|17|17|17|17|17|17|17|17|17|17|17|17|17|17|17|17|17|2|2|17|17|3|3|2|3|3|3|3|3|17|17|3|3|3|3|2|3|3|3|3|3|3|3|3|3|17|17|3|3|3

Angular Momentum ve Parity

Bir ivme (spin) ve ebeveyn ve kız nüklelerinin paritesi tünel olasılığına etki ediyor.Tonyald'in çoğunluğu için yarı ömrü uzatıyor, ancak kesin modelleme için önemli hale geliyorlar.

Dış Faktörler Neden Önemli Değil

Alfa çürümesi, intra- ⁇ bir süreçtir. Elektroniğin yüzeysel olarak çok hafiftir ve güçlü gücü veya alfa tüneli bariyerini etkilemeye çok uzaktır. Sıcaklıktaki değişiklikler (topraklı veya kimyasal bağlar alternatif elektron dalga işlevlerine bakılmaksızın), ancak nükleer bir reaktör veya süpernova içindekiler gibi aşırı derecede yararlı değildir:0)241^{)[Dönemli tepkiler için en yüksek enerji miktarı ile ilgili değildir.}

Endüstri için örnek: Doğru Isotope seçin

Belirli bir endüstriyel uygulama için bir alfa seçmek yarı yaşam, aktivite seviyesini, güvenliği, maliyeti ve hedef kullanımının doğasını dengelemek gerektirir. Aşağıdaki kriter kılavuz mühendisler ve radyasyon güvenlik görevlileri.

Faaliyet ve Kaynak Güçlü

Sürekli yüksek bir alfa parçacığı gerektiren uygulamalar için - statik nötrizerler veya kalınlık ölçümleri gibi - kısa yarı ömrü ile birlikte, çok yüksek özel bir aktivite (örneğin, 03.210^{) ^{).[Dönetici) , uzun vadeli, bakımsız bir operasyon daha yüksek bir aktivite kullanarak düzenli olarak tercih edilir.}}

Shielding ve Güvenlik

Alfa yayıcılar dış radyasyon için minimum koruyucu gerektirir - kaynak ihlal edilirse aşırı zarar verir (daha ince metal folyo) alfa parçacıkları durdurmak için yeterlidir.Bu, ağırlık ve maliyet, özellikle de taşınabilir cihazlarda. Ancak, yüksek LETT:0)[Döneticiler, kaynak ihlal edilirse ve malzeme bazen endüstride kullanılan mühürlenmiş kaynaklar için, kapsülün sağlam olması ve sızıntıları önlemek için tasarlanmıştır.

Atık Yönetimi ve Decay Ürünleri

Mikro-enerji kaynaklarından gelen radyoaktif atık genellikle uzun ömürlüdür, jeolojik depolarda özel tasarruf gerektirir. Örneğin, harcanan DÜ:0)241)Işık duman dedektörleri düşük seviyeli olarak tedavi edilmelidir.[DÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ

Düzenleme ve Maliyetleri

Uluslararası düzenlemeler (örneğin, Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı), radyooksisitesi tarafından kullanılan izotopları sınıflandırır ve tehlike seviyesi ile maliyetlerin arttırılması gerekir.Isotopes likeFLT:0)241)[Döneticileri için kullanılabilir ve nispeten ucuza mal edilir çünkü plutonyum241 çürümesi nedeniyle binlerce kaynağın tedarik edilmesi gerekir.

Alfa Emitters'in Güvenliği ve Kullanımı

alfa parçacıkları biraz dış tehlikeye rağmen, erkanı olan izotopun vücuda girerse son derece tehlikelidir. Yüksek iyonizasyon yoğunluk hasar hücreleri ve DNA, kanser riskini arttırmaya yol açıyor. Endüstri bağlamda aşağıdaki uygulamalar standarttır:

[FONT:0]Denizli kaynak tasarımı[[Dönemli: 1) - Radyosal materyal, kaynaklanmış metal muhafazasında, tipik olarak paslanmaz çelik veya titanyum, korozyona, etkiye ve yüksek sıcaklıklara dayanacak şekilde düzenlenmiştir.
[FONT:0)Leak testi[[[Dönemli: 1), kaynaklar dışta herhangi bir radyoaktif konsensül tespit etmek için filtre ile silinir. Yönetmelikler genellikle yarı yıllık veya yıllık test gerektirir.
[FONT:0]Ventilasyon ve kapsamı[Dönetici: 1 ) - Açık alfa kaynaklarına sahip olan tesislerde (örneğin, [[Dönemli)210[DDDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ:2)))))Po statik analizciler veya alfa-kimyasal izotopları hazırlığı, glove kutuları ve HEPA filtrelenmiş egzozlar zorunludur.
[FONT:0]Inventory control[[[Dönetici: 1 ) – Tüm alfa kaynakları takip edilmeli ve kötü amaçlı olarak kötüye kullanabileceklerdir. ABD'de Nükleer Düzenleme Komisyonu (NRC) ve diğer yerlerdeki benzer organlar sıkı kontroller yükleyemez.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Alfa, endüstride birçok radyoaktif izotopların uzun ve pratik yararını temel olarak yönetir.Uranyum-238'in son derece yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş

Daha fazla okuma için:

[FONT:0)IAEA – Nükleer Fizik ve Alfa Decay).
[FONT=0)U.S. NRC – Alfa Parçacıklarında Arka Planlayıcı[Dönem: 1 )
[0]Wikipedia - Alpha Decay (detailed Physics)).
[0]NASA – Cassini RTG ve Plutonium-238).