المپياد جهاني شيمي
 شیمی هسته‌ای (قسمت دوم)
شیمی هسته‌ای (قسمت دوم)زنگ تفريح شيمي
زنگ تفریح 192، واکنش‌های هسته‌ای، آنالیزهای رادیوشیمیایی

IV. واکنش‌های هسته‌ای

شیمی هسته‌ای نیز شامل واکنش‌های هسته‌ای می‌شود:

کارکرد پرتابه‌های هسته‌ای توسط تبدیل یک نوع هسته به انواع دیگر است. اگر برای مثال سدیم توسط نوترون بمباران شود، بعضی از هسته‌های پایدار 2311Na12 نوترون‌ها را دریافت می‌کنند تا هسته‌ی پرتوزای 2411Na13 را تشکیل دهند:

                                               

واکنش‌های نوترونی با قرار دادن نمونه‌ها درون راکتور هسته‌ای، که یک جریان شدید نوترونی ایجاد می‌کند، مطالعه می‌شوند.(تعداد زیادی نوترون در واحد محیط)

 

هسته‌ها همچنین می‌توانند با یکدیگر واکنش دهند ولی به دلیل بار مثبت زیاد، همدیگر را با نیروی زیاد دفع می‌کنند. هسته‌ی پرتاپ شونده باید دارای انرژی زیادی برای غلبه بر دافعه و واکنش با هسته‌های مورد نظر داشته باشد. هسته‌های پرانرژی در سیکلوترون‌ها (نوعی از شتاب‌دهنده‌ها)، واندوگراف‌ها و یا شتاب‌دهنده‌های هسته‌ای الکتریکی دیگر، تولید می‌شوند.

 

یک واکنش هسته‌ای معمول واکنشی است که برای تولید مصنوعی سنگین‌ترین عنصر بالای اورانیوم استفاده می‌شود (23892U)، سنگین‌ترین عنصری که در طبیعت یافت می‌شود. نپتونیوم (23892Np) با بمباران اورانیوم (اکثرا 23892U)، توسط دیوترون‌ها (هسته‌های ایزوتوپ سنگین هیدروژن، 21H1) با حذف دو نوترون و تشکیل 23893Np تشکیل می‌شود:

                                  

                     

V. آنالیزهای رادیوشیمیایی

 ذرات آلفا، اکثرا آن‌هایی که توسط عناصر با عدد اتمی بالای 83 منتشر می‌شوند، انرژی‌های گسسته‌ی مشخصی از نوکلید منتشر کننده دارند. بنابراین منتشرکنندگان آلفا می‌توانند با اندازه‌گیری انرژی ذرات آلفا شناسایی شوند. نمونه‌هایی که اندازه‌گیری می‌شوند باید بسیار نازک باشند، زیرا ذرات آلفا با عبور درون مواد به سرعت انرژیشان را از دست می‌دهند. اشعه‌های گاما نیز دارای انرژی‌های گسسته‌ی مشخصی از نوکلید در حال واپاشی هستند بنابراین اشعه‌های گاما نیز می‌توانند برای شناسایی نوکلیدها مورد استفاده قرار بگیرند. چون اشعه‌های گاما می‌توانند بدون از دست دادن انرژی از درون مواد چگال عبور کنند نیازی نیست نمونه‌ها نازک باشند. طیف‌های انرژی ذره‌ی بتا (و پوزیترون) برای شناسایی نوکلیدها مفید نیستند، زیرا در تمامی انرژی‌ها تا حداکثر انرژی برای هر منتشر کننده‌ی بتا پخش شده‌اند.

روش‌های شیمی‌هسته‌ای در موارد بسیاری برای آنالیز مواد برای تعقیب عناصر _ عناصری که در مقادیر خیلی کم آشکار می‌شوند _ استفاده می‌شوند. روشی که استفاده می‌شود آنالیز فعال‌سازی خوانده‌ می‌شود. به عنوان نمونه، قرار گرفتن در معرض تابش پرتابه‌های هسته‌ای که معمولا نوترون‌ها هستند، برای تبدیل نوکلیدهای پایدار به نوکلیدهای پرتوزا می‌باشد که در مرحله‌ی بعد توسط شناساگرها امواج هسته‌ای اندازه‌گیری می‌شوند. برای مثال، هر سدیمی در یک نمونه می‌تواند توسط تابیدن نوترون به آن نمونه و در نتیجه تبدیل برخی هسته‌های پایدار 2311Na12 به 24Na پرتوزا و اندازه‌گیری مقادیر 24Na با شمارش ذرات بتا و اشعه‌های ѵ منتشر شده شناسایی شود.

آنالیزهای فعال‌سازی می‌توانند (بدون جداسازی شیمیایی) غلظت نانوگرم (4*10^-11 oz) تقریلا 35 عنصر در موادر نظیر خاک، سنگ‌ها و نمونه‌های قمری را اندازه بگیرند. آنالیزهای فعال‌سازی می‌توانند برای آنالیز نمونه‌های زیستی، مانند خون و بافت انسانی مورد استفاده قرار بگیرند؛ البته، عناصر کمتری می‌توانند در مواد زیستی بدون جداسازی مشاهده شوند.

کاربرد مهم دیگر شیمی‌هسته‌ای شامل گسترش روش‌های تولید نمونه‌های پرتوزایی که در تشخیص و درمان پزشکی کاربرد دارند می‌باشد. همچنین شامل گسترش روش‌های تولید شناساگرهای پرتوزاهای ایزوتوپی می‌باشد که در مطالعه‌ رفتار شیمیایی عناصر و اندازه‌گیری خوردگی در موتورهای اتومبیل‌ها و در مطالعات دیگر که شامل مقادیر خیلی کم مواد می‌شوند کاربرد دارند.

 

1390/5/20لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 المپياد شيمي

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد شيمي
 پيوندها
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  3575
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  3575