NÜKLEER VE RADYOAKTİFLİK Atom çekirdeği ve atom çekirdeğindeki değişimleri inceleyen kimya dalına Nükleer kimya adı verilmektedir. Bilindiği gibi Çekirdek proton ve nötrondan oluşmuştur. Atom numaraları aynı kütle numaraları farklı çekirdeğe izotop adı verilmektedir. Kendiliğinden yapısını değiştiren ve ışıma veren çekirdeklere radyoaktif çekirdek adı verilmektedir.

Çekirdeklerin uğradığı değişikliklere ki bunlara nükleer reaksiyon adı verilmekte olup bunların başlıcaları : 1- Atom çekirdeği bir başka atom çekirdeğine dönebilmekte 2- çekirdekler birleşerek yeni bir çekirdek meydana getirebilmekte 3-çekirdekler parçalanarak daha küçük parçacıklar oluşabilmekte olup , Reaksiyonlar sonucu farklı elementler oluşmaktadır.

Rutherford tarafından 3 farklı ışıma varlığı saptanmıştır. Bunlardan ; 1-  Işıması (24He) : Pozitif yüklü parçacıklar tarafından oluşmakta olup -parçacıklar çevreden elektronları toplayıp helyum çekirdeğini oluşturmaktadır. 2-  Işıması (0-1e) : Negatif yüklü parçacık olduğu , kütle numarasının 0 ve yükünün ise -1 olduğu saptamışlardır.

3- Işıması : Enerjisi yüksek ve çekirdeğin kütle numarası ve atom numarasını değiştirmeyen ışıma türüdür. Nükleer Kararlılık kuralları Çift sayıda proton ve nötron içeren çekirdekler kararlı çekirdekler olarak tanımlanmaktadır. 2,8,20,50,82,ve 126 tane proton veya nötron taşıyan çekirdeklere kararlı çekirdek adı verilip sayılara ise sihirli sayılar adı verilmektedir.

Radyoaktivite Çeşitleri 1-Yapay Radyoaktiflik: Kararlı bir çekirdek bazı taneciklerle bombardıman edilirse yapay radyoaktiflik oluşmaktadır. 2- Doğal Radyoaktiflik : Tabiatta bulunan kararsız çekirdeklerin bozunması ile meydena gelmektedirler.

Radyoaktif Bozunma Hızı Radyoaktif bir maddenin bozunma hızı yani nükleer bozunma sayısı kararsız çekirdek sayısı ile orantılı olup; Log N0/N = kt/2.303 N0 = Başlangıç zamandaki çekirdek sayısı N = t zaman sonraki çekirdek sayısı k= Bozunma sabiti t= Zaman şeklinde formüle edilmektedir.

Radyoaktif bozunma hızı aynı zamanda çekirdeğin kararlılığının bir ölçüsüdür. Radyoaktif çekirdek sayısının yarıya inmesi için geçecek süre ise yarılanma ömrü olarak verilmektedir. t1/2 olarak ifade edilen yarı ömür t1/2 = 0.693/k şeklinde formüle edilmektedir. k ile ifade edilen bozunma hızı değeri artıkça yarı ömür azalmaktadır.

NÜKLEER ENERJİ Çekirdekte yer alan proton ve nötronların daha kararlı yapıya dönüşmesi nükleer reaksiyonlar ile olmaktadır. Bu nükleer reaksiyonlar çok güçlü enerjiye sahiptirle. Einstein a’ göre ‘’ bir cismin kütlesinin o cismin içerdiği enerji miktarının bir ölçüsü olduğu ifade edilmektedir. Yani E = mc2 , E=Enerji,m= cismin kütlesi, c= Işık hızı şeklindedir.

Nükleer Fisyon Ağır bir çekirdeğin kütleleri birbirine yakın iki veya daha fazla çekirdeğe bölünmesidir. Radyoaktif çekirdekler daha küçük parçalara bölündüğünde çok güçlü enerji açığa çıkarırlar. Her fisyon olayında gittikçe artan ve gerekenden fazla nötron meydana geldiği için fisyon kendi kendini yürüyen reaksiyon haline gelir.

Nükleer Füzyon: İki veya daha fazla çekirdeğin açığa çıkan enerjiyi kullanarak daha ağır bir çekirdek meydana getirerek birleşmesi olayıdır. Füzyon için çok yüksek bir aktivasyon enerjisi yani çok yüksek sıcaklığa ihtiyaç duyulmaktadır.

Kaynaklar 1. Temel Kimya 2, Peter ATKİNS and Loretta Jones Çeviri Editörleri , E.Kılıç,F.Köseoğlu ,H.Yılmaz 2.Temel Kimya , M.J.Sienko , R.A. Plane,Principles and Properties 3. Genel Kimya İlkeler ve modern uygulamalar Petruccı Herring Madura Bissonnette, Çevirenler T.Uyar, S.Aksoy, R. İnam