Radiohemija

UVOD

Radiohemija je grana fizičke hemije koja se bavi ispitivanjem fizičkih i hemijskih osobina radioaktivnih izotopa i njihovim raznovrsnim primjenama. Radioaktivnost je spontano emitiranje alfa-čestic i beta-čestic iz tvari, često praćeno i emisijom gama elektromagnetskih valova, pri čemu kemijski elementi prelaze iz jednih u druge te se oslobađa energija u obliku kinetičke energije emitiranih čestica ili energije elektromagnetskih valova a svaka atomska jezgra ima karakteristično vrijeme poluraspada.
U radioaktivnim procesima, elementarne čestice ili elektromagnetska zračenja emitiraju se iz jezgri atoma. Najuobičajeniji oblici zračenja tradicionalno se nazivaju alfa-čestice (α), beta-čestice (β) i gama (γ) zračenjima. Zračenja iz jezgre se događaju i u drugim oblicima, uključujući emitiranje protona ili neutrona, te spontanih nuklearnih fisija (cijepanja) masivnih jezgri. Od svih jezgri koje su pronađene u prirodi, mnoge su stabilne. To je zbog toga što su se sve kratkoživuće radioaktivne jezgre raspale tijekom povijesti Zemlje. U prirodi se nalazi oko 270 stabilnih i oko 50 prirodnih radioaktivnih izotopa. Tisuće drugih radioaktivnih izotopa umjetno su stvarani u laboratorijima.
Radioaktivni raspad pretvara jednu jezgru u drugu ako nova jezgra ima veću energiju vezanja po nukleonu nego što je imala početna jezgra. Razlika u energiji vezanja (prije i poslije raspada) određuje koji se raspadi mogu energijski događati, a koji ne. Višak će energije vezanja izlaziti u obliku kinetičke energije ili mase čestica u raspadu.
Nuklearni raspadi moraju zadovoljiti nekoliko zakona očuvanja energije, podrazumijevajući da vrijednost očuvane veličine nakon raspada (uzimajući u obzir sve produkte) ima jednaku vrijednost kao i za jezgru prije raspada. Očuvane veličine su ukupna energija (uključujući ekvivalent energije mase), električni naboj, linearna i kutna količina gibanja, broj nukleona, te leptonski broj (tj. suma broja elektrona, neutrina, te pozitrona i antineutrina, uzimajući antičestice s -1).

STRUKTURA ATOMA

Riječ atom dolazi od starogrčke riječi atomos – nedjeljiv, što je u skladu s vjerovanjem (aktualnim do 19. stoljeća) da su atomi najmanji djeljivi elementi materije.Atom je osnovna gradivna jedinica tvari. Atom se sastoji od jezgre (koju čine protoni i neutroni) i elektrona koji se nalaze u ljuskama oko jezgre. Jezgra čini 99.98% mase atoma. Promjer jezgre (10-15 m) je 100 000 puta manji od promjera atoma (10-10 m).

Atom je električki neutralna čestica.Sastoji se od jezgre i elektronskog omotača. Jezgra sadrži pozitivno nabijene protone i nenabijene neutrone, a elektronski oblak je građen od negativno nabijenih elektrona. Elektroni su raspoređeni u ljuskama odnosno orbitalama. Svojstvo atoma da popuni posljednju (najudaljeniju) orbitalu naziva se afinitet prema elektronu.
Protoni i neutroni imaju jednaku masu, te su oko 2000 puta su teži od elektrona. Masa elektrona, masa protona i masa neutrona su fundamentalne konstante, i mogu se pronaći u tablici periodnog sistema elemenata.