Miért sugárzik tovább a sugárfertőzött helyre vitt bármilyen anyag?

Nem válik sugárzóvá.

Elöljáróban azért megjegyezném, hogy a természetben minden, de minden a saját testedet is beleértve tartalmaz valamennyi radioaktív anyagot, következésképpen nem létezik a földön olyan anyag, ami nem sugároz. De most tekintsünk el ettől, és mondjuk, hogy van egy nem sugárzó kiskanalad.

Aztán van még egy nagyon komoly félreértés a kérdésedben. A radioaktív anyagok a bomlásuk során alfa- (He atommag), béta- (elektron, ill. pozitron) és gamma (foton) -részecskéket bocsátanak ki. Ezek az anyaggal kölcsönhatva NEM (ismétlem: NEM) indukálnak újabb radioaktív bomlást.

Hogy a kérdésedre is válaszoljak, kétféleképpen válhat sugárzóvá az eredetileg nem sugárzó anyag.

1) Neutronsugárzás hatására. A neutronok hajlamosak befogódni az atommagba, ezzel az adott atom eggyel nagyobb tömegszámú izotópját hozzák létre, ami jó eséllyel (attól függ, hogy miben nyelődött el) radiaktív, tehát sugározni fog. Úgy hívják ezt, hogy az anyag felaktiválódik. Neutronsugárzás azonban nem létezik a természetben. Még Csernobilban sem. Részecskegyorsítóval, illetve atomreaktorral lehet előállítani.

2) Felületi szennyezés révén. Mondjuk, hogy beledobod a kanaladat egy radioaktív vizet tartalmazó pocsolyába. Hiába szárítod meg, bizonyos anyagok szeretnek a felületre tapadni. A felületi szennyezés (szemben az előző esettel) alapos tisztítással eltávolítható. Ezt a tevékenységet úgy hívják, hogy dekontaminálás.

Szóval ha a kiskanaladat becsomagolod vagy csak simán vigyázol rá, hogy ne kend össze semmivel, akkor nem válik sugárzóvá.

A fentiek fényében nem állom meg megjegyezni, hogy nem létezik olyan, hogy sugárfertőzés. A sugárzás ugyanis nem fertőz. Képes megbetegíteni, de attól, hogy sugárbeteg vagy, te még nem fogsz jobban sugározni. (Hülye példa: ha kalapáccsal rávágsz a kezedre, akkor nem mondod azt, hogy megfertőzött a kalapács)

Az első kérdésre rövid a válaszom: Igen.

A második nehezebb ügy. Ahogy itt a kérdéseket olvasom (és sokszor a válaszokat is) az emberek döntő többségének fogalma sincs mi a különbség a bomlás és a hasadás között. Nálad is ez okozza a félreértést, pedig a két dolog nagyon nem ugyanaz.

A veszel egy atommagot, akkor az abban levő protonok és neutronok száma egyértelműen meghatározza, hogy az adott mag stabil, vagy radioaktív.

Van itt róluk egy ábra.

[link]

Ezen a feketével jelöltek a stabil magok, amúgy meg felezési idő szerint van színezve. A neutrontöbbletesek (stabilaktól balra) ß- bomlók, a protontöbbletesek (stabilaktól jobbra) ß+ bomlók. Az alfa bomlás leginkább a nagy méretű (és tömegű) magok tulajdonsága.

Szóval az összes radioaktív atommag BOMLIK. A bomlás spontán törtnénik. Nem lehet előre megmondani, hogy mikor, egyszer csak (pl ß- bomlás esetén) az egyik, a magban levő neutron átalakul protonná, és közben kibocsát egy elektront. Az elektron elrepül, ő maga a sugárzás.

Nem ismeretes olyan módszer, amivel a bomlást ki lehetne váltani. Ebből következik, hogy bomlás esetén szó sem lehet semmiféle láncreakcióról.

HASADÁSRA az atommagoknak egy jóval szűkebb köre képes. Hasadáskor az atommag "szétesik" 2 kisebb atommagra, közben keletkeznek szabad neutronok és más fajta sugárzás is. Az tulajdonképpen csak a véletlen műve, hogy a hasadásra képes magok mindegyike radioaktív is egyúttal.

A hasadás történhet (a bomláshoz hasonlóan) spontán, de ki is lehet váltani! Bizonyos atommagok neutronbesugárzás hatására elhasadnak! Ez egy nagyon fontos különbség!

És mivel neutronnal lehet kiváltani, és magában a reakcióban is neutron keletkezik, a hasadással lehet csinálni láncreakciót. Ez történik az atomreaktorban és az atombombában.

Ez majdnem ugyanaz az ábra mint az előző, de a szerint van színezve, hogy a magok mennyire "könnyen" hasíthatók neutronokkal.

[link]

A spontán hasadás elég ritka dolog. Az U-235 pl. úgy általában véve alfa-bomlással bomlik, de csak minden 500 millió alfa bomlásra jut egy spontán hasadás. Szóval ritka.

A hasadóképes anyagokat ezen kívül még megkülönböztetjük az ún. hasadóanyagoktól. A hasadóképes anyag olyan, ami akármilyen energiájú neutron befogása révén akármilyen kicsi valószínűséggel el tud hasadni. A hasadóanyag ezzel szemben az, amelyik (jellemzően) alacsony energiájú (ún. termikus) neutron befogása révén nagy valószínűséggel elhasad. Csak ez utóbbiak alkalmasak önfenntartó láncreakció létrehozására.

Összefoglalva a különbségeket:

1. A nagyon sok különböző radioaktív atommagnak csak egy kicsi részhalmaza a hasadóképes atommagok, aminek további részhalmaza a hasadó magok.

2. A bomlás minden radioaktív atommag képessége, és minden esetben spontán történik. (nem lehetséges láncreakció) Hasadni csak a hasadóképesek tudnak, és bár ez is történhet spontán, ez kifejezetten ritka. A hasadást viszont ki lehet váltani neutronbesugárzással. (lehetséges a láncreakció)

3. Bomláskor "kis" átalakulás megy végbe az atommagban, az mag tömege nem vagy csak kicsit változik, a rendszáma plusz-mínusz eggyel változik (béta bomlás) vagy kettővel csökken (alfa bomlás) Hasadáskor az atommag ketté esik, és egy db nagy nehéz atommagból kettő darab közepes tömegű lesz.

Foglaljuk akkor össze a 3,5 féle bomlást.

alfa: A kirepülő részecske egy He atommag, a bomló mag tömegszáma néggyel, a tömegszáma kettővel csökken. Mivel az alfa részecske elég nagy ráadásul 2szeresen töltött, nagyon rövid az áthatolóképessége. Levegőben jellemzően néhány cm, egy papírlapon meg már nem megy át. Az anyaggal kölcsönhatva képes magreakciót kiváltani (de az nem bomlás). Így működik pl. a PuBe neutronforrás. A plutónium alfa sugárzása a berilíumban alfa-n reakciót hoz létre (a berílium elnyeli az alfát, és kibocsát egy neutront)

ß-: A kirepülő részecske egy elektron és egy antineutrínó. A bomló mag tömegszáma nem változik, rendszáma eggyel nő. Az elektronok legjobb tudomásom szerint nem váltanak ki magreakciót, a környező atomok elektronjaival lépnek kölcsönhatásba. Áthatolóképessége viszonylag csekély, de az alfánál azért nagyobb.

ß+: A kirepülő részecske egy pozitron és egy neutrínó. A bomló mag tömegszáma nem változik, rendszáma eggyel csökken. A pozitron sem vált ki magreakciót. Rövidesen összetalálkozik egy elektronnal, és annihilálódik: mindkét részecske megsemmisül, ill. két fotonná változik át.

gamma: A kirepülő részecske egy foton. A bomló magnak sem a rendszáma sem a tömegszáma nem változik. Egyedül nem nagyon fordul elő, a két fenti bomlás után sokszor gerjesztve maradó atommagok bocsátják ki. Néha azonnal, néha kicsivel a bomlás után. Az anyaggal való kölcsönhatással kapcsolatban olyan szavak jutnak eszembe, hogy fotoeffektus, Compton-szórás és párkeltés. Mindegyiknek az elektronokkal való kölcsönhatáshoz van köze. Ha elég nagy az energiája, akkor lehet, hogy tud magreakciót is kiváltani, de ebben nem vagyok biztos. Az áthatolóképessége nagy. Ő az, akit ólommal, több méteres betonfallal, ilyesmikkel szoktak árnyékolni.

"Ez spontán történik, bár gondolom a felezési idő éppen ennek valószínűségét mondja meg, stimm?"

Lényegében igen. A felezési idő minden izotóp saját tulajdonsága. Minél instabilabb egy izotóp, annál "gyorsabban" bomlik, annál rövidebb a felezési ideje.

A biológiai hatásra és a bombára holnap visszatérek.

Szóval a biológiai hatásokról:

Igen, a kirepülő részecskék, ha nem is kizárólag, de elsősorban a szervezetedben levő különféle molekulákat roncsolják, alakítják át. Pl. a minden sejtmagodban jelenlévő DNS-t. És most elnézést kérek a biológusoktól, de én ezt úgy képzelem el, hogy a sejtmag a sejt "agya", hogy ha azt kiiktatod, akkor a sejt vagy elpusztul, vagy hibásan kezd működni. Ha elég sok sejted pusztul el, akkor attól bizony beteg leszel.

"ahol a nagy atommagok két jóval kisebb darabra esnek szét, és a kirepülő dolgok (megfelelő méretű anyagdarab esetén) további folytonos hasadást idéznek elő. Okés így? "

Nagyjából igen. Konkrétan a neutronok azok, amik újabb hasadást tudnak kiváltani. Hogy a folyamat önfenntartó lesz-e, az egy csomó mindentől függ. Méret, geometria, felhasznált anyagok stb.

A bombák műszaki részleteit nem igazán ismerem. Két lehetőség van. Vagy egy spontán hasadásra bízni az első neutron megjelenését, vagy tenni bele egy kicsi neutronforrást. Nem tudom, melyik megoldás az elterjedt.

Hogy mi adja a veszélyt Csernobilban? Egy üzemelő atomreaktorban eszetlen sok radioaktív anyag keletkezik. Arról van ugye szó, hogy az uránmagok elhasadnak, és keletkezik belőle 2 darab közepes atommag. Mivel a nagyobb magoknak több neutronra van szükségük, hogy stabilak maradjanak*, a hasadási termékek mindegyike neutrontöbbletes lesz, azaz sugározni fog. Ezen kívül keletkeznek még az uránnál nehezebb elemek, ún. transzuránok is.

*Lásd a tegnap linkelt első ábrát. A kicsi stabil magok a Z=N vonalon vannak, de minél nagyobbak, annál jobban eltávolodnak tőle.

Nincs ezzel semmi baj, amíg ezek az anyagok benne maradnak a reaktorban. Csak hát Csernobilban nem maradtak benne, hanem szétszóródtak a környezetben. Mondjuk, hogy tele van mindenféle sugárzó izotópokkal a levegő. Esik az eső, az kimossa ezeket, lejutnak a talajra, a fűre, fára, salátára. A salátát megesszük. A füvet megeszi a tehénke, tehén tejét megisszuk mi stb. A lényeg, hogy kivédhetetlenül belekerül a táplálékláncba, és a vizekbe. Radioaktív anyagot kajálni pedig nem egészséges. Hogy miért nem, azt fent már részben megbeszéltük. Ezen kívül vannak jobban és kevésbé veszélyes anyagok. Vannak olyanok, amiket egyszerűen kipisilsz, de olyanok is, amelyek szeretnek beépülni a szervezetbe, és ott hosszú ideig sugározzák be a környező szöveteket.

Megjegyzem, hogy Csernobilban tartózkodni sokkal kevésbé veszélyes, mint ahogy azt valószínűleg te gondolod. Hadd ajánljam kiegészítésként ezt a kérdést, illetve a válaszban fellelhető linkeket.

http://www.gyakorikerdesek.hu/szorakozas__filmek-sorozatok__..

Alfához kis javítás:

a bomló mag tömegszáma néggyel, a rendszáma kettővel csökken

[link]

Érdemes elolvasni, még ha nem is közvetlenül kapcsolódik a kérdéshez.