Promieniotwórczość: oczekujcie nieoczekiwanego - Steve Weatherall

Zobacz całą lekcję: http://ed.ted.com/lessons/radioactivity-expect-the-unexpected-steve-weatherall

Neutrony nie zmieniają się w protony. Tyle że czasami to robią. Radioaktywność to proces, pod wpływem którego jądro może zmieniać się samoistnie z jednego elementu w drugi. Steve Weatherall proponuje uznanie zarówno zalet, jak i zagrożeń związanych z gromadzeniem promieniotwórczości.

Lekcja: Steve Weatherall, animacja: Eugene Uymatiao.

Minęło zaledwie sto lat,
od kiedy ludzkość zrozumiała,

że jądro pierwiastków chemicznych
nie zawsze jest stałe.

Może samoistnie zmieniać się
z jednego pierwiastka w inny.

Ten proces to promieniotwórczość.

Pewnie wiecie już coś o jądrze.

Jest o wiele mniejsze niż atom,

składa się z protonów i neutronów,

a wokół niego krążą elektrony.

Atomy mogą podczas wiązań
dzielić się i wymieniać elektronami,

ale samo jądro się nie zmienia.

Zgadza się?

Niekoniecznie.

Stan niektórych jąder nie jest trwały.

Oznacza to, że mogą one
przemienić się nagle i samoistnie.

Jądro radioaktywne
wyrzuca z siebie cząsteczkę

i zmienia się w jądro innego pierwiastka.

Na przykład jądro węgla może wyrzucić
szybko poruszający się elektron

i przemienić się w jądro azotu.

Radioaktywne jądro może
emitować dwa różne rodzaje cząsteczek,

ale nie w tym samym czasie.

Bardzo szybki elektron to cząstka beta.

Jeśli wiecie coś o elektronach,
pewnie zadajecie sobie pytanie,

co w ogóle elektron robił w jądrze?

W jądrze znajduje się neutron

samoistnie przekształcający się w proton,

który pozostaje w miejscu,

a elektron wylatuje jako cząsteczka beta.

Nie tego uczyli nas na chemii.

Jądro powinno być stałe.

Neutrony nie zmieniają się w protony.

Tyle że czasem się jednak zmieniają!

Druga cząstka samoistnie emitowana

przez niestabilne jądro to alfa.

Masa cząstki alfa jest osiem tysięcy razy
większa od masy cząstki beta

i nieco wolniejsza.

Cząstka alfa składa się
z dwóch protonów i dwóch neutronów.

Jeśli zbierzemy
wszystkie cząstki alfa razem,

uzyskamy hel.

Alfa jest jądrem helowym.

Tak jak w przypadku cząstki beta
nie spodziewalibyśmy się,

że cięższe jądro będzie wyrzucało hel.

Tak się jednak dzieje,

a jądro staje się nowym pierwiastkiem.

Promieniotwóczość jest
pożyteczna czy niebezpieczna?

Nieważne, gdzie jesteście.

Prawdopodobnie w pobliżu jest urządzenie

zawierające źródło cząstek alfa,

na przykład wykrywacz dymu.

Źródłem jest promieniotwórczy ameryk.

Nie grozi wam działanie cząstek alfa,

które w powietrzu nie mogą przebyć
odległości większej niż kilka centymetrów.

Cząstki beta przenikają znacznie dalej

przez materię niż cząstki alfa.

Atomy promieniotwórcze
wykorzystywane są w medycynie

do badania przemieszczania się
substancji chemicznych w organizmie.

Cząstki beta są emitowane
i mają tyle energii,

że po wydostaniu się z ciała
mogą zostać wykryte.

Jest też trzeci rodzaj
promieniowania jądrowego,

czyli gamma, które wcale nie jest cząstką.

To fala elektromagnetyczna

jak mikrofale czy światło,

ale ma tysiąc razy większą energię
niż światło widzialne.

Promienie gamma mogą
przejść na wskroś przez ciało.

Wykorzystywane są do zabijania bakterii
w owocach, żeby wydłużyć ich przydatność,

albo w radioterapii
do niszczenia komórek rakowych.

Substancje radioaktywne nagrzewają się,

a ciepło można wykorzystywać
do generowania mocy.

Obecnie stosuje się je
w sondach kosmicznych,

a dawniej też w rozrusznikach serca.

Im gwałtowniej zwalnia
promieniowanie jądrowe,

tym bardziej niszczy ono uderzane atomy.

Ten proces to jonizacja.

Przy uderzaniu o inne atomy cząstki alfa
powodują największą jonizację,

a cząstki gamma najmniejszą.

Najpoważniejszym skutkiem
promieniowania dla ludzi

jest uszkodzenie DNA.

Cząstki alfa nie mogą przejść przez skórę,

ale jeśli jądro promieniotwórcze

dostanie się do układu
pokarmowego lub oddechowego,

skutki mogą być poważne.

Promieniotwórczość jest
zarówno użyteczna, jak i śmiertelna.

Otacza nas, tworząc tło
świata naturalnego.