10: شيمي هسته اي
- Page ID
- 217312
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)بیشتر شیمیدانان توجه کمی به هسته اتم دارند، مگر اینکه تعداد پروتونهای موجود در آن را در نظر بگیرند، زیرا این امر هویت یک عنصر را تعیین میکند. با این حال در شیمی هستهای ترکیب هسته و تغییراتی که در آنجا رخ میدهد بسیار مهم است. کاربردهای شیمی هسته ای ممکن است گسترده تر از آنچه تصور می کنید باشد. بسیاری از مردم از نیروگاه های هسته ای و بمب های هسته ای آگاه هستند، اما شیمی هسته ای همچنین دارای برنامه های کاربردی از آشکارسازهای دود به دارو، از عقیم سازی مواد غذایی به تجزیه و تحلیل آثار باستانی است. در این فصل، ما برخی از مفاهیم اساسی شیمی هسته ای و برخی از واکنش های هسته ای را که در زندگی روزمره ما مهم هستند، بررسی خواهیم کرد.
- 10.1: مقدمه ای بر شیمی هسته ای
- این صفحه عملکرد آشکارسازهای دود را مورد بحث قرار می دهد، که از مقدار کمی americium برای یونیزه کردن هوا و تشخیص دود استفاده می کنند. زنگ هشدار توسط ذرات دود ایجاد می شود که جریان یونیزه را مختل می کند. آمریکیوم با خیال راحت مهار می شود و خطر کمتری دارد مگر اینکه دستکاری شود، که نشان دهنده کاربرد مثبت شیمی هسته ای در افزایش ایمنی و نجات جان انسان ها است.
- 10.2: رادیواکتیویته
- این صفحه یک مرور کلی از رادیواکتیویته، جزئیات ساختار اتمی و انواع مختلف انتشار رادیواکتیو را ارائه می دهد: ذرات آلفا، ذرات بتا و اشعه گاما. این ترکیبات، فرآیندهای انتشار و توانایی نفوذ آنها را توضیح می دهد. علاوه بر این، شکافت خود به خودی، به ویژه در اورانیوم 235، نقش آن را در تولید ایزوتوپ ها و نوترون ها با کاربرد در انرژی هسته ای و سلاح توصیف می کند.
- 10.3: نیمه عمر
- این صفحه مفهوم نیمه عمر را توضیح می دهد و آن را به عنوان زمان مورد نیاز برای نیمی از ایزوتوپ رادیواکتیو برای فروپاشی تعریف می کند و نشان می دهد که نیمه عمر بدون در نظر گرفتن عوامل خارجی ثابت است. این نمونه هایی از جمله تریتیوم و فلوئور را برای محاسبه ایزوتوپ های باقی مانده پس از نیمه عمر ارائه می دهد، بر طیف گسترده ای از نیمه زندگی در ایزوتوپ های مختلف تأکید می کند و به تصورات غلط در مورد مفهوم می پردازد.
- 10.4: واحد رادیواکتیویته
- این صفحه واحدهایی از رادیواکتیویته مانند بکرل (Bq) و کوری (Ci) را شامل می شود، از جمله تعاریف و پیشینه تاریخی آنها. این مفاهیم مانند فروپاشی رادیواکتیو و نیمه عمر را بررسی می کند و واحدهای اندازه گیری دوز (راد، خاکستری) را همراه با واحد rem برای اثرات بیولوژیکی معرفی می کند. همچنین به طور متوسط منابع سالانه قرار گرفتن در معرض تابش، خطرات بهداشتی مرتبط با آن و روش های مختلف تشخیص، از جمله نشان های فیلم و شمارنده های گایگر را مورد بررسی قرار می دهد.
- 10.5: استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو
- این صفحه کاربردهای عملی ایزوتوپ های رادیواکتیو را مورد بحث قرار می دهد، نقش آنها را در ردیابی مسیرها، قدمت مصنوعات و افزایش ماندگاری مواد غذایی برجسته می کند. این بر اهمیت آنها در تشخیص پزشکی و درمان با نمونه هایی مانند ید 131 و تصویربرداری PET تأکید می کند. علاوه بر این، برای تعیین سن مواد آلی، قدمت کربن 14 را ذکر می کند.
- 10.6: انرژی هسته ای
- این صفحه انرژی هسته ای را از واکنش هایی مانند شکافت و همجوشی مورد بحث قرار می دهد، جایی که شکافت هسته های سنگین را برای برق در راکتورها تقسیم می کند، در حالی که همجوشی هسته های سبک را در شرایط شدید ترکیب می کند و نوید پتانسیل انرژی بیشتری را می دهد. در مراقبت های بهداشتی، تکنولوژیست های پزشکی هسته ای از ترکیبات رادیواکتیو برای تشخیص و درمان، بهره برداری از تجهیزات پیشرفته تشخیص و اطمینان از استانداردهای ایمنی برای به حداقل رساندن قرار گرفتن در معرض تابش استفاده می کنند. دفع مناسب زباله های رادیواکتیو بسیار مهم است.
- 10.E: شیمی هسته ای (تمرینات)
- این صفحه خلاصه رادیواکتیویته، جزئیات انتشار ذرات و تابش از هسته اتمی، انواع فروپاشی، نیمه عمر و واحدهای اندازه گیری است. این روش های تشخیص تابش، قرار گرفتن در معرض پس زمینه، تولید انرژی هسته ای و برنامه های کاربردی در پزشکی و صنعت را پوشش می دهد.
- 10.S: شیمی هسته ای (خلاصه)
- این صفحه رادیواکتیویته را توضیح می دهد، جزئیات انتشار ذرات و تابش از هسته های اتمی ناپایدار برای تشکیل عناصر پایدار را توضیح می دهد. این سه نوع انتشار را توصیف می کند: آلفا، بتا و اشعه گاما، در کنار مفهوم نیمه عمر برای فروپاشی ایزوتوپ. واحدهای اندازهگیری شامل بکرل و رم هستند. برنامه های کاربردی شامل ردیابی، قدمت و استفاده پزشکی از ایزوتوپ های رادیواکتیو است.