Poluarea radioactivă - un pericol pentru întreaga umanitate

Ìnceputul erei atomice

Primul pas spre era atomica a fost facut de fizicianul Henri Becquerel, pe 26 februarie 1896 . Acesta a lasat cateva placi fotografice ferite de lumina in apropierea unui minereu de uraniu. Developandu-le le-a descoperit innegrite, ca si cand ar fi fost expuse la lumina . De aici a tras concluzia ca minereul de uraniu emite radiatii necunoscute. Apoi fizicienii Marie Curie si sotul ei Pierre Curie si-au dedicat multi ani cercetarii radiatiilor radioactive. Impreuna, cei trei cercetatori au primit premiul Nobel pentru fizica in anul 1903.

Identificarea si cercetarea radiatiilor incepe sa-i pasioneze pe cercetatori, asa ca la inceputul secolului trecut Rutherfort si elevii lui, Chadwick, Cockfroft is Walton, au investigat proprietatile nucleelor cu ajutorul unor particule accelerate artificial la energii cinetice mai mari decat cele ale radiatiilor, emise de substante radioactive.

2. Ce inseamna radioactivitatea?

Anumiti nuclizi sunt stabili, dar multi nu. Stabilitatea unui nucleu este data de numerele de neutroni si de protoni, de configuratia lor, precum si de fortele pe care le exercita unii asupra altora. Un nuclid instabil se transforma in mod spontan in nuclidul unui alt element si, facand aceasta, emite radiatii. Aceasta proprietate se numeste radioactivitate, transformarea se cheama dezintegrare, iar nuclidul se numeste radionuclid. De exemplu, carbonul-14 este un radionuclid care se dezintegreaza in azot-14, un nuclid stabil. Plumbul-210 este un radionuclid care se dezintegreaza prin seria prezentata in figura 1, ultimul produs de dezintegrare fiind un izotop stabil al plumbului. Dintre cei aproximativ 1700 nuclizi cunoscuti, circa 280 sunt stabili.

Radiatiile emise in mod obisnuit de radionuclizi sunt: particule alfa, particule beta si fotoni gamma. O particula alfa consta din doi protoni si doi neutroni legati impreuna; ea este astfel grea si are o sarcina egala cu doua sarcini elementare. Radiatia gamma reprezinta o cantitate discreta de energie fara masa sau sarcina, care se propaga ca o unda.

In mod obisnuit energia cu care sunt emise radiatiile se exprima in unitatea numita electron-volt, cu simbolul eV: aceasta este echivalenta cu energia castigata de un electron care strabate o diferenta de potential de un volt. De exemplu, energia unei particule alfa emise de polonium-210 este de circa 5,3 MeV.

In natura exista cateva elemente radioactive, cele mai cunoscute fiind uraniul is toriul. Alte cateva elemente au izotopi radioactivi care se gasesc in natura, cei mai stabili fiind carbonul-14 si potasiul-40. In ultimele decenii s-au produs cu mijloace artificiale cateva sute de izotopi radioactivi ai elementelor naturale, inclusiv cei bine cunoscuti ca strontiul-90, cesiu-137 si iod-131. S-au produs, de asemenea, si cateva elemente radioactive, de exemplu, prometiu si plutoniu, dar cel din urma apare sub forma de urme si in minereurile de uraniu.

Activitatea unei cantitati de radionuclid este data de rata cu care se produc dezintegrari spontane. Activitatea se exprima printr-o unitate numita becquerel (Bq). Un becqurel este egal cu o dezintegrare a unui radionuclid intr-o secunda. In trecut activitatea se exprima cu unitatea numita curie (Ci), totusi folosita si astazi, mai rar. relatiile dintre aceste doua unitati sunt prezentate in anexa 1.

Timpul necesar ca activitatea unui radionuclid sa scada la jumatate, prin dezintegrare, se numeste timp de injumatatire, symbol Tf. Fiecare radionuclid are un timp de injumatatire unic si nealterabil : pentru carbon-14 el este de 5730 de ani; pentru bariu-140 de 12,8 zile; pentru lantan-140 de 40,3 ore; pentru plutoniu-239 de 24131 ani; pentru uranium-238 de 4,47 .109 ani. Valorile timpilor de injumatatire ai diferitilor radionuclizi variaza intre fractiuni de secunda si milioane de ani. In timpi succesiv egali cu timpul de injumatatire, activitatea unui radionuclid se reduce prin dezintegrare la 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 s.a.m.d. din valoarea initiala, astfel ca este posibil sa prevedem activitatea care va fi ramas la orice moment de timp ulterior. Pe masura ce cantitatea de radionuclid descreste, radiatia emisa descreste in mod proportional. Un nuclid stabil se poate considera a fi un radionuclid cu un timp de injumatatire infinit.