علوم هسته ای | بانک اطلاعات

انواع متداول تجزیه‌ رادیواکتیو

نوع تجزیه	ذره منتشر شده	نماد نمونه	ایزوتوپ نمونه
تجزیه آلفا	ذره آلفا (α)	$_{۲}^{۴} He$	$_{۹۲}^{۲۳۸} U \to_{۹۰}^{۲۳۴} Th +_{۲}^{۴} He$
تجزیه بتا	ذره بتا (β)	$_{- ۱}^{۰} e$	$_{۶}^{۱۴} C \to_{۷}^{۱۴} N +_{- ۱}^{۰} e$
تجزیه گاما	پرتو گاما (γ)	هیچ (تغییری در جرم یا شماره اتمی ندارد)	$_{۲۷}^{۶۰} Co \to_{۲۷}^{۶۰} {Co}^{*} +_{۰}^{۰} e + γ$

رادیوایزوتوپ	نیم‌عمر	نوع تجزیه	کاربرد
$_{۴۳}^{۹۹ m} Tc$	$۶.۰۱$ $۶.۰۱$ ساعت	تجزیه گاما	تصویربرداری پزشکی (مانند اسکن SPECT)
$_{۸}^{۱۸} F$	$۱.۸۳$ $۱.۸۳$ ساعت	تجزیه گاما	اسکن PET برای تصویربرداری فرایندهای متابولیک
$_{۵۳}^{۱۳۱} I$	$۸.۰۲$ $۸.۰۲$ روز	تجزیه بتا	درمان تیروئید، تصویربرداری پزشکی
$_{۸۰}^{۲۰۱} Hg$	$۹.۹۷$ $۹.۹۷$ روز	گیرنده الکترون	مطالعات جریان خون، تصویربرداری مغز
$_{۲۹}^{۶۷} Cu$	$۲.۵۸$ $۲.۵۸$ روز	تجزیه بتا	تصویربرداری و درمان سرطان

ایزوتوپ	نیم‌عمر	نوع تجزیه	کاربردها/نکات رایج
$_{۹۲}^{۲۳۵} U$	$۷.۰۴ \times ۱ ۰^{۸}$ $۷.۰۴ \times ۱ ۰^{۸}$ سال	تجزیه آلفا	سوخت هسته‌ای برای نیروگاه‌های اتمی، سلاح‌های هسته‌ای
$_{۶}^{۱۴} C$	$۵۷۳۰$ $۵۷۳۰$ سال	تجزیه بتا	تاریخ‌زنی کربنی مواد باستانی
$_{۵۳}^{۱۳۱} I$	$۸.۰۲ روز$ $۸.۰۲ روز$	تجزیه بتا	تصویربرداری پزشکی، درمان تیروئید
$_{۴۳}^{۹۹} Tc$	$۲۱۱, ۰۰۰ سال$ $۲۱۱, ۰۰۰ سال$	تجزیه بتا	تصویربرداری پزشکی
$_{۲۷}^{۶۰} Co$	$۵.۲۷ سال$ $۵.۲۷ سال$	تجزیه گاما	رادیوتراپی پزشکی، رادیوگرافی صنعتی

خصوصیت

ذرات آلفا (α)

ذرات بتا (β)

پرتوهای گاما (γ)

بار

- e (بار منفی تکی)

+ ۲ e(بار مثبت دوتایی)

بدون بار

جرم

۴ u

(واحد جرم اتمی)

۰ u

(نادیده‌گرفتنی)

۰ u

$۰ u$ (بی‌جرم)

توان نفوذ

پایین (توقف شده توسط یک برگ کاغذ یا پوست)

متوسط (توانایی نفوذ چند میلی‌متر پوست یا چند میلی‌متر آلومینیم)

بالا (می‌تواند چند سانتی‌متر از سرب نفوذ کند)

تعامل با ماده

به راحتی توسط اشیاء جامد (مانند پوست یا لباس) توقف می‌شود

نفوذ متوسط؛ می‌تواند به بافت‌های زنده آسیب بزند

نفوذ زیاد به اکثر مواد؛ برای حفاظت نیاز به مواد چگال مانند سرب یا سیمان ضخیم است

پتانسیل یونیزاسی

پتانسیل یونیزاسی بالا؛ می‌تواند در فاصله کوتاهی یونیزاسیون زیادی ایجاد کند

پتانسیل یونیزاسی متوسط

پتانسیل یونیزاسی پایین؛ می‌تواند به عمق مواد نفوذ کند بدون ایجاد یونیزاسیون زیاد

ایزوتوپ	نیمه عمر	بازه تاریخ گذاری
Carbon-14 ( $^{۱۴} C$ )	۵۷۳۰ سال	تا ۵۰۰۰۰ سال
Potassium-40 ( $^{۴۰} K$ )	۱.۲۵میلیارد سال	بیشتر از سن کره زمین
Uranium-238 ( $^{۲۳۸} U$ )	۴.۵میلیارد سال	تاریخ گذاری تحولات زمین شناسی و صخره های باستانی
Thorium-232 ( $^{۲۳۲} Th$ )	۱۴میلیارد سال	صخره ها و مواد معدنی بسیار قدیمی

رادیونوکلئید	نیمه عمر	کاربرد در پزشکی
Technetium-99m (۹۹mTc)	۶ ساعت	تصویربرداری SPECT برای اندام ها و بافت های مختلف.
Fluorine-18 (۱۸F)	۲ ساعت	تصویربرداری PET برای مطالعات سرطان، قلبی عروقی و عصبی.
Iodine-123 (۱۲۳I)	۱۳ ساعت	در تصویربرداری تیروئید و مطالعات مربوط به عملکرد کلیه استفاده می شود.
Gallium-67 (۶۷Ga)	۷۸ ساعت	تصویربرداری برای التهاب و عفونت، به ویژه در ریه ها و غدد لنفاوی.

سری واپاشی	ایزوتوپ والد	ایزوتوپ های کلیدی دختر
Uranium	Uranium-238 (U-238)	Thorium-234 (Th-234), Uranium-234 (U-234), Lead-206 (Pb-206)
Thorium	Thorium-232 (Th-232)	Lead-208 (Pb-208), Radium-228 (Ra-228), Radon-220 (Rn-220)
Actinium	Actinium-235 (Ac-235)	Thorium-231 (Th-231), Radium-227 (Ra-227), Radon-223 (Rn-223)
Neptunium	Neptunium-237 (Np-237)	Bismuth-209 (Bi-209), Polonium-213 (Po-213), Lead-209 (Pb-209)
Plutonium	Plutonium-239 (Pu-239)	Uranium-235 (U-235), Neptunium-237 (Np-237), Lead-207 (Pb-207)

ایزوتوپ	نقش	مثال
Uranium-235 (۲۳۵U)	مواد شکافت پذیر اولیه در برخی از سلاح های هسته ای.	در بمب “پسر کوچک” که در هیروشیما انداخته شد استفاده شد.
Plutonium-239 (۲۳۹Pu)	معمولا در سلاح های هسته ای و به عنوان سوخت در راکتورهای پرورش دهنده استفاده می شود.	مورد استفاده در بمب “مرد چاق” که در ناکازاکی انداخته شد.

حادثه	موقعیت	سال	توضیحات
فاجعه چرنوبیل	چرنوبیل – اوکراین	۱۹۸۶	ذوب راکتور، منجر به انتشار قابل توجه مواد رادیواکتیو می شود.
فاجعه Fukushima Daiichi	فوکوشیما- ژاپن	۲۰۱۱	ذوب رآکتور و انتشار مواد رادیواکتیو به دنبال سونامی و زلزله.
فاجعه جزیره سه مایلی	پنسیلوانیا- آمریکا	۱۹۷۹	ذوب جزئی راکتور با حداقل انتشار گازهای رادیواکتیو.