بررسی یک عنصر رادیواکتیو 12 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 12

بررسی یک عنصر رادیواکتیو، خواص، و اندازه گیری میزان خطرات آن

تریتیم

معرفی:

یکی از موادرادیواکتیو موجود در طبیعت گاز تریتیم است که یک ماده پرتوزای گسیلنده بتا می باشد. تریتیم به عنوان یک گاز رادیو اکتیو در تهران همواره پرتوهای بتایی را از خود گسیل می نماید.

اولین عنصر شیمیایی جدول تناوبی هیدروژن است که گازی بی رنگ و بی مزه بوده و با نماد H نشان داده می شود. هیدروژن دارای 3 ایزوتوپ می باشد: (ایزوتوپ به ویژه هسته هایی گفته می شود که دارای عدد اتمی یکسان بوده ولی در تعداد نوترونها با هم فرق دارند)

1. هیدروژن با نماد H و جرم اتمی یک که %98/99 این عنصر را تشکیل می هد.

2.دوتریم با نماد D و جرم اتمی دو، دومین ایزوتوپ عنصر هیدروژن می باشد که 02/0% فراوانی دارد.

3.تریتیم با نماد T و جرم اتمی سه، تنها ایزوتوپ رادیو اکتیو هیدروژن است که در حالت طبیعی بسیار کم بوده، اما بطور مصنوعی از طریق واکنشهای مختلف هسته ای در شتابدهنده ها و راکتورها تولید می شود که علت تهیه آن کاربردهای وسیع آن می باشد. تریتیم مانند هیدروژن بصورت دو مولکولی یعنی T2 می باشد و در شرایط عادی گازی شکل است. تفاوتهای T2 و H2 در جدول زیر نمایش داده شده است:      

T2

H2

خواص

54/252 -

20/259 -

نقطه ذوب ((C)

12/248 -

77/252 -

نقطه جوش در فشار یک اتمسفر((C)

333

216

گرمای بخار (cal/mol)

393

247

گرمای تصعید (cal/mol)

از نظر شیمیایی، تریتیم مشابه هیدروژن عمل می کند، اما از آنجاییکه تریتیم جرم بزرگتری دارد، در بسیاری از واکنشها، خیلی کندتر از هیدروژن جایگزین می شود. با توجه به اینکه تریتیم یک رادیوایزوتوپ است (رادیوایزوتوپ به ایزوتوپهایی از عناصر گفته می شود که به علت ناپایدار بودن ساختار هسته ای از خود فوتون و ذرات مختلف گسیل می کنند) لذا با ساطع نمودن پرتوهای بتای منفی (تبدیل یک نوترون به پروتون) به هلیم با عدد جرمی 3 تبدیل می شود و در این فرآیند به هیچ وجه نشر اشعه گاما رخ نمی دهد. تریتیم ساطع کننده پرتو ( با ماکزیمم انرژی

kev 18 (کیلو الکترون ولت = kev) است که این ذرات ( توسط لایه ای از هوا با ضخامت mm 7 یا کاغذی با ضخامت mm 01/0 کاملاً متوقف می شوند. نیمه عمر فیزیکی تریتیم 3/12سال می باشد.

گاز تریتیم بطور طبیعی در هوا وجود دارد درحالت طبیعی بصورت گاز(بخار) بوده وقابلیت حل در آب را نیز دارد و به ازای هر 1018 اتم هیدروژن یک اتم تریتیم در اتمسفر وجود دارد که منشاء تهیه طبیعی آن بطور عمده از بمباران نیتروژن در قسمتهای فوقانی اتمسفر توسط نوترون و پروتون حاصل از اشعه های کیهانی مانند واکنش ذیل منشاء می گیرد

البته تریتیم عمدتا به شکل بخار ترکیباتی از اکسیژن (DTO,HTO,….) در هوا وجود دارد.بعد از شروع ازمایشات سلاح های هسته ای در سال 1954 غلظت این گاز رادیواکتیو در اتمسفر افزایش یافت بطوری که قبل از شورع این آزمایشات آب باران تقریباً شامل 10-1 اتم تریتیم در 1018 اتم هیدرژن بود که این مقدار اکنون به حدود 500 اتم تریتیم به ازای 1018اتم هیدروژن افزایش یافته است. به علت کاربردهای وسیع این ماده رادیواکتیو برای تهیه آن از شتابدهنده ها و راکتورها از طریق واکنشهای مختلف استفاده می کنند.

اهمیت اندازه گیری میزان تریتیم:

اندازه گیری تریتیم موجود در هوا وتریتیم موجود درآب از لحاظ مسائل پرتوگیری ومحاسبه میزان آلودگیهای رادیواکتیو که از مهمترین عوامل مضراین مواد هستند بسیار حائز اهمیت می باشد و بسیاری از سازمانهای بین المللی که مرتبط با سلامتی افراد ومحیط زیست و مواد رادیواکتیو هستند برای اندازه گیری آن اقدام می کنندوقوانین بسیار زیادی را برای تمام مواد رادیواکتیو از لحاظ حد مجاز آنها در محیط (هواو آب و خاک و غیره)وضع کرده اند.بررسی، تهیه و کاربردهای تریتیم،خواص تریتیم ،سمیت تریتیم و اثرات آن (شامل اثرات بیولوژیکی و ژنتیکی) و ....بسیار گسترده و وسیع و خارج از موضوع این بحث است.البته بر روی این موارد تحقیقات بسیار وسیع در سطح بین المللی صورت گرفته که نتایج آنها موجود است.روشهای مختلف اندازه گیری تریتیم موجود در هوا و آب و اثار مختلف تریتیم نیز بصورت تئوری و کاربردی در سطح دنیا موجود است که از آنها استفاده می شود. امروزه برای اندازه گیری گازتریتیم درمحیط وبخصوص دراطرا ف نیروگاهها که غلظت این گازنسبتا زیاداست وممکن است برای پرسنل نیروگاهها خطرناک باشد دستگاههای پیشرفته ای وجود دارد که بااستفاده ازآنها درظرف چند دقیقه مقدارغلظت

تحقیق در مورد کربن رادیواکتیو جهت سن سنگ

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 10 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

مقدمه

هر گاه در خودم احساس پیری زود رس و نا بهنگام می‌کنم، به سنگی که در گوشة میز کارم قرار دارد،  نیم‌نگاهی می‌اندازم. این سنگ خاکستری تیره، بخشی از تودة گرانیت مانند  "نایس- gneiss " است. من آن را در سواحل رودخانة " آکاستا- Acasta " در مرزهای شمال غربی کانادا پیدا کرده ام. در نظر اول مانند همة نایس ها است. تنها در یک مورد با بقیه تفاوت دارد: قدیمی ‌ترین سنگی است که تا کنون در سطح زمین یافت شده است. این سن به‌اندازه ای زیاد است که حتی تصورش مشکل می‌نماید. از زمان تولد سیارة ما، اتمهایی که این سنگ را تشکیل داده اند، به هم پیوسته مانده اند، حتی زمانی که قاره ها از هم جدا شدند و آرایش جدید پیدا کردند. اگر  یکسال را معادل 1 یارد(9144/0 متر) نخ بافته شده تصور کنید ، آنگاه چنانچه 5/4 بار فاصلة بین ماه- زمین را نخ کشی کنید، طول نخ مصرفی، معادل سن سنگ آکاستا خواهد شد. 

چگونه ما این اطلاعات را به‌دست می آوریم؟ طبیعت گواهی تولد صادر نمی‌کند، حتی سال تولد را مانند سکه، بر روی موجوداتش مهر نمی‌نماید. دانشمندان آموخته اند سن استخوانها، سنگها، سیاره‌ها و ستاره ها را با استفاده از ساعتهایی که درون خودشان وجود دارد، مشخص کنند. با این زمان سنج ‌های طبیعی، آنها قادرند نیروهایی که قاره‌ها را شکل داده اند، حیات، تمدن انسانی و حتی کهکشان‌ها را درک کنند. دیگر تاریخ انسانی، قابل مقایسه با تاریخ طبیعت نیست: اگر عمر جهان را که 13 بیلیون سال است، معادل یک روز تابستانی فرض کنیم، آنگاه 100000 سال گذشته _که انسان جدید پا به عرصه گذاشته یعنی آغاز کشاورزی و تاریخ مدون بشری_ تنها به تابش کرم شبتابی درلحظة طلوع خورشید همانند است.

پاسخ دادن به سؤال: " چند سال... ؟" مدت‌‌ها ذهن بشر را به خود مشغول کرده است. در این مقاله با برخی روش‌های تعیین سن آشنا می شویم.

کربن رادیو اکتیو

*** دانشمندان بر حسب اینکه چه مقیاس زمانی لازم دارند، ساعتهای گوناگونی را انتخاب می نمایند. مثلا برای اندازه‌گیری زمانهای تا حدود 40000سال پیش، کربن 14 مناسب است. محققان با اندازه گیری مقدار کربن رادیو اکتیو موجودی که قبلا زنده بوده، میتوانند زمان مرگ آن را مشخص نمایند. به عنوان مثال، باستان شناسان می‌دانند که یکی از قدیمی‌ترین قسمت‌های " استون هنج- Stone Henge " در انگلیس، آبراهه‌ای است که سنگهای مشهور را محاصره کرده است. این آبراهه، بوسیلة شاخ‌های گوزن حفر شده که بقایای آنها در کنار آبراهه یافت شده اند. با اندازه گیری کربن 14 این شاخ‌ها معلوم شد که این حفاری در 5000 سال پیش صورت گرفته است.

و اما کربن رادیو اکتیو از کجا می آید؟ همة اتمها _ چه کربن و چه سایر عناصر_ شامل اجزا زیر اتمی در هستة خود هستند: نوترون‌ها و پروتون‌ها . معمولا اتمها تعداد برابری از نوترون و پروتون دارند. مثلا کربن  6 پروتون و 6 نوترون دارد که با هم کربن با عدد اتمی 12 را بوجود می‌آورند . وقتی همین اتم‌ها ، تعداد متفاوتی نوترون در هستة خود داشته باشند،این اتمهای جدید، ایزوتوپ اتم اول نامیده می‌شوند.

کربن 12 یکی از ایزوتوپ های کربن است. ایزوتوپ دیگر آن کربن 14 می باشد که 8 نوترون در هستة خود دارد. این نوع کربن زمانی تشکیل می شود که ذرات فضایی  بشدت با اتم های نیتروزن موجود در اتمسفر برخورد می کنند.

   ایزوتوپ های رادیواکتیو با سرعت قابل پیش‌بینی از هم پاشیده می شوند. کربن 14 نیز از این قاعده مستثنی نیست. اگر شما 1 پوند(453/0 کیلوگرم) کربن 14 را در یک شیشه قرار دهید، پس از 5730 سال نصف آن به نیتروژن 14 تبدیل می شود. فیزیکدانان این زمان را، زمان نیمه عمر می نامند. گیاهان و جانوران زنده، دی اکسید کربن را از هوا جذب می کنند، که شامل هر دو نوع کربن 12 و 14 است. اما به محض مردنشان، کربن 14، شروع به فروپاشی به نیتروژن 14 می نماید. با مقایسه سطح کربن 14 نسبت به کل مقدار کربن موجود در جسم مورد نظر، دانشمندان می توانند محاسبه کنند که چقدر از زمان مرگ گیاه یا جانور گذشته است.

تابش نور تهییجی و استفاده از آمینو اسیدها

 ***فسیل های قدیمی تر از 40000 سال ، میزان خیلی کمی از کربن 14 دارند. بنابراین دانشمندان مجبور به یافتن راههای دیگری برای تعیین سن آنها شدند. زمین شناسی بنام "گیفورد میلر- Gifford Miller " از دانشگاه کلرادو، در حوالی دریاچة ویکتوریا _ استرالیای جنوبی، به من نشان داد که چگونه از دو روش جدید استفاده می‌کند تا محدودیت کربن 14 را از بین ببرد.

دریاچة ویکتوریا  به  قوس  بزرگی  از  تپه های شنی  چسبیده   است که طی دهها  هزار  سال  روی  هم  انباشته شده اند. میلر و من همراه دسته‌ای از پرندگان( کوکاتو- نوعی طوطی کاکلی)، از ماسه‌های مواج بالا رفتیم. به‌تدریج که به لایه های دورتر و عمیقتری از تپه های ماسه ای رسیدیم، توده هایی از پوسته‌های صدف سیاه خودنمایی می‌کرد.  احتمالا در  زمانهای   قدیم  توسط  بومیان  منطقه از  دریاچه  جمع آوری  شده  بودند.  هنوز سر نیزه های بومیان در کنار استخوان های کانگورو و شترمرغ های شکار شده، به چشم می‌خورد.در جستجوی آب در طول زمان، به عقب برگشتیم و به طرف یک آبراهه پایین آمدیم.

میلر در حالیکه به لایه ای رسی اشاره می‌کرد گفت:" به نظر من این لایة منقرض شده هااست. دیرین شناسان در آن، اسکلت‌ کیسه داران غول پیکر، کانگورو‌های با 10 فوت بلندی و شیرهای کیسه داررا پیدا کرده اند. " ( هر فوت معادل 48/30 سانتی متراست)

در مورد علت انقراض این موجودات بزرگ جثه هنوز در استرالیا شک و تردید وجود دارد. آیا انسانهاآنها را نابود کرده اند یا تغییرات آب و هوایی؟ اولین قدم برای حل این معما، گشودن رمز عمر این فسیل ها است، اما میزان کربن 14 باقیمانده در این اسکلتها کافی نیست تا سن آنها را بدست آوریم. میلر برای من توضیح داد که چگونه از ساعتهای دیگر استفاده می کند. او در حالیکه جسم کوچکی را به اندازه ناخنش بلند کرده بود، گفت:"بفرمایید! این هم جنیورنیس- Genyornis" .  

 جنیورنیس پرندة غول پیکری بوده با 400 پوند وزن که قادر به پرواز نبوده است. آنچه میلر در دست داشت، تکة کوچکی از پوست تخم این پرنده بود به رنگ شیری با فرورفتگی های کوچک در سطح آن. او هزاران قطعة مشابه از نقاط مختلف استرالیا جمع آوری کرده است. آنها همه جا یافت می شوند و یکبار که فهمیدید دنبال چه می گردید، به راحتی می‌توانید آنها را از ماسه ها جدا کنید. او می گوید:" خیلی جالبه، کی فکرش رو می‌کرد که راه بری و پوست تخم پرنده جمع کنی؟!"

میلر و همکارانش عمر پوسته های جنیورنیس را به دو روش تعیین کرده اند. روش اول بنام Optically stimulated luminescence( OSL) معروف است. یک کانی را در نظر بگیرید. اتم‌های رادیواکتیو و درونی این کانی،  ذراتی آزاد می‌کنند که انرژی آنها قادر است الکترونها را از حالت پایه  بیرون بکشد و آنها را آزاد کند. گاهی این الکترونهای آزاد شده در حفره های ساختمانی موجود در کریستال کانی مورد نظر( در اینجا کوارتز)انباشته می شوند. این تله‌های کریستالی، در یک سیستم زمانی منظم، بتدریج با الکترونها پر می‌شوند. اگر شما بتوانید سرعت به دام افتادن الکترونها را محاسبه کنید و سپس تعداد الکترونهای به دام افتاده را بشمارید، میتوانید بفهمید چه مدت از زمانی که کانی مورد نظر در معرض نور خورشید، یعنی در سطح زمین قرار داشته می‌گذرد. زیرا اگر نور خورشید، حتی به مدت چند ثانیه به کانی مورد نظر مورد نظر برسد، انرژی خورشید،  تمام الکترونهای در تله افتاده را آزاد می کند و به محل اولیه شان بر می گرداند. در واقع ساعت را دوباره روی صفر قرار می دهد.

کار مهم میلر این بود که پوسته ها را از درون ماسه هایی بیرون بیاورد که از لحظة دفن شدن، نور خورشید به آنها نتابیده است. به این ترتیب ماسه های اطراف این پوسته‌ها، حاوی کوارتزهایی با خصوصیات مورد نظر بودند. برای بدست آوردن چنین کریستالهایی، او از یک کارشناس متخصص در این روش کمک گرفت: نایگل ا. سپونر- Nigel A.Spooner "  فیزیکدانی  از  دانشگاه  ملی  استرالیا.  سپونر استوانه های  فولادی تو خالی را در ماسه هایی که پوسته های جنیورنیس را احاطه کرده بودند، قرار می‌داد و با چکش، آنها را کاملا درون ماسه ها فرو می برد. سپس به سرعت در استوانه ها را می بست، در پلاستیک سیاه بسته بندی می‌کرد و به آزمایشگاهش انتقال می‌داد. در آزمایشگاه، او دانه های کوارتز را در ماشینی قرار می دهد که تابش هایی از فوتونهای با انرژی های مشخص، الکترون‌های در تله افتاده را به اتمهای اصلی‌شان برمی‌گردانند. با برگشت هر الکترون، مقداری انرژی بصورت نور آزاد می‌شود. با اندازه‌گیری این نور، سپونر می‌تواند تعداد الکترونهای در تله افتاده را محاسبه کند و از روی تعداد آنها، زمان دفن ماسه و در نتیجه سن پوستة تخم پرنده را دریابد. به منظور دقت بیشتر، تمام این عملیات در تاریکخانه‌ای که تنها با نورهای قرمز ضعیف روشن می شود، انجام می پذیرد.

تحقیق در مورد کربن رادیواکتیو جهت سن سنگ

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 10 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

مقدمه

هر گاه در خودم احساس پیری زود رس و نا بهنگام می‌کنم، به سنگی که در گوشة میز کارم قرار دارد،  نیم‌نگاهی می‌اندازم. این سنگ خاکستری تیره، بخشی از تودة گرانیت مانند  "نایس- gneiss " است. من آن را در سواحل رودخانة " آکاستا- Acasta " در مرزهای شمال غربی کانادا پیدا کرده ام. در نظر اول مانند همة نایس ها است. تنها در یک مورد با بقیه تفاوت دارد: قدیمی ‌ترین سنگی است که تا کنون در سطح زمین یافت شده است. این سن به‌اندازه ای زیاد است که حتی تصورش مشکل می‌نماید. از زمان تولد سیارة ما، اتمهایی که این سنگ را تشکیل داده اند، به هم پیوسته مانده اند، حتی زمانی که قاره ها از هم جدا شدند و آرایش جدید پیدا کردند. اگر  یکسال را معادل 1 یارد(9144/0 متر) نخ بافته شده تصور کنید ، آنگاه چنانچه 5/4 بار فاصلة بین ماه- زمین را نخ کشی کنید، طول نخ مصرفی، معادل سن سنگ آکاستا خواهد شد. 

چگونه ما این اطلاعات را به‌دست می آوریم؟ طبیعت گواهی تولد صادر نمی‌کند، حتی سال تولد را مانند سکه، بر روی موجوداتش مهر نمی‌نماید. دانشمندان آموخته اند سن استخوانها، سنگها، سیاره‌ها و ستاره ها را با استفاده از ساعتهایی که درون خودشان وجود دارد، مشخص کنند. با این زمان سنج ‌های طبیعی، آنها قادرند نیروهایی که قاره‌ها را شکل داده اند، حیات، تمدن انسانی و حتی کهکشان‌ها را درک کنند. دیگر تاریخ انسانی، قابل مقایسه با تاریخ طبیعت نیست: اگر عمر جهان را که 13 بیلیون سال است، معادل یک روز تابستانی فرض کنیم، آنگاه 100000 سال گذشته _که انسان جدید پا به عرصه گذاشته یعنی آغاز کشاورزی و تاریخ مدون بشری_ تنها به تابش کرم شبتابی درلحظة طلوع خورشید همانند است.

پاسخ دادن به سؤال: " چند سال... ؟" مدت‌‌ها ذهن بشر را به خود مشغول کرده است. در این مقاله با برخی روش‌های تعیین سن آشنا می شویم.

کربن رادیو اکتیو

*** دانشمندان بر حسب اینکه چه مقیاس زمانی لازم دارند، ساعتهای گوناگونی را انتخاب می نمایند. مثلا برای اندازه‌گیری زمانهای تا حدود 40000سال پیش، کربن 14 مناسب است. محققان با اندازه گیری مقدار کربن رادیو اکتیو موجودی که قبلا زنده بوده، میتوانند زمان مرگ آن را مشخص نمایند. به عنوان مثال، باستان شناسان می‌دانند که یکی از قدیمی‌ترین قسمت‌های " استون هنج- Stone Henge " در انگلیس، آبراهه‌ای است که سنگهای مشهور را محاصره کرده است. این آبراهه، بوسیلة شاخ‌های گوزن حفر شده که بقایای آنها در کنار آبراهه یافت شده اند. با اندازه گیری کربن 14 این شاخ‌ها معلوم شد که این حفاری در 5000 سال پیش صورت گرفته است.

و اما کربن رادیو اکتیو از کجا می آید؟ همة اتمها _ چه کربن و چه سایر عناصر_ شامل اجزا زیر اتمی در هستة خود هستند: نوترون‌ها و پروتون‌ها . معمولا اتمها تعداد برابری از نوترون و پروتون دارند. مثلا کربن  6 پروتون و 6 نوترون دارد که با هم کربن با عدد اتمی 12 را بوجود می‌آورند . وقتی همین اتم‌ها ، تعداد متفاوتی نوترون در هستة خود داشته باشند،این اتمهای جدید، ایزوتوپ اتم اول نامیده می‌شوند.

کربن 12 یکی از ایزوتوپ های کربن است. ایزوتوپ دیگر آن کربن 14 می باشد که 8 نوترون در هستة خود دارد. این نوع کربن زمانی تشکیل می شود که ذرات فضایی  بشدت با اتم های نیتروزن موجود در اتمسفر برخورد می کنند.

   ایزوتوپ های رادیواکتیو با سرعت قابل پیش‌بینی از هم پاشیده می شوند. کربن 14 نیز از این قاعده مستثنی نیست. اگر شما 1 پوند(453/0 کیلوگرم) کربن 14 را در یک شیشه قرار دهید، پس از 5730 سال نصف آن به نیتروژن 14 تبدیل می شود. فیزیکدانان این زمان را، زمان نیمه عمر می نامند. گیاهان و جانوران زنده، دی اکسید کربن را از هوا جذب می کنند، که شامل هر دو نوع کربن 12 و 14 است. اما به محض مردنشان، کربن 14، شروع به فروپاشی به نیتروژن 14 می نماید. با مقایسه سطح کربن 14 نسبت به کل مقدار کربن موجود در جسم مورد نظر، دانشمندان می توانند محاسبه کنند که چقدر از زمان مرگ گیاه یا جانور گذشته است.

تابش نور تهییجی و استفاده از آمینو اسیدها

 ***فسیل های قدیمی تر از 40000 سال ، میزان خیلی کمی از کربن 14 دارند. بنابراین دانشمندان مجبور به یافتن راههای دیگری برای تعیین سن آنها شدند. زمین شناسی بنام "گیفورد میلر- Gifford Miller " از دانشگاه کلرادو، در حوالی دریاچة ویکتوریا _ استرالیای جنوبی، به من نشان داد که چگونه از دو روش جدید استفاده می‌کند تا محدودیت کربن 14 را از بین ببرد.

دریاچة ویکتوریا  به  قوس  بزرگی  از  تپه های شنی  چسبیده   است که طی دهها  هزار  سال  روی  هم  انباشته شده اند. میلر و من همراه دسته‌ای از پرندگان( کوکاتو- نوعی طوطی کاکلی)، از ماسه‌های مواج بالا رفتیم. به‌تدریج که به لایه های دورتر و عمیقتری از تپه های ماسه ای رسیدیم، توده هایی از پوسته‌های صدف سیاه خودنمایی می‌کرد.  احتمالا در  زمانهای   قدیم  توسط  بومیان  منطقه از  دریاچه  جمع آوری  شده  بودند.  هنوز سر نیزه های بومیان در کنار استخوان های کانگورو و شترمرغ های شکار شده، به چشم می‌خورد.در جستجوی آب در طول زمان، به عقب برگشتیم و به طرف یک آبراهه پایین آمدیم.

میلر در حالیکه به لایه ای رسی اشاره می‌کرد گفت:" به نظر من این لایة منقرض شده هااست. دیرین شناسان در آن، اسکلت‌ کیسه داران غول پیکر، کانگورو‌های با 10 فوت بلندی و شیرهای کیسه داررا پیدا کرده اند. " ( هر فوت معادل 48/30 سانتی متراست)

در مورد علت انقراض این موجودات بزرگ جثه هنوز در استرالیا شک و تردید وجود دارد. آیا انسانهاآنها را نابود کرده اند یا تغییرات آب و هوایی؟ اولین قدم برای حل این معما، گشودن رمز عمر این فسیل ها است، اما میزان کربن 14 باقیمانده در این اسکلتها کافی نیست تا سن آنها را بدست آوریم. میلر برای من توضیح داد که چگونه از ساعتهای دیگر استفاده می کند. او در حالیکه جسم کوچکی را به اندازه ناخنش بلند کرده بود، گفت:"بفرمایید! این هم جنیورنیس- Genyornis" .  

 جنیورنیس پرندة غول پیکری بوده با 400 پوند وزن که قادر به پرواز نبوده است. آنچه میلر در دست داشت، تکة کوچکی از پوست تخم این پرنده بود به رنگ شیری با فرورفتگی های کوچک در سطح آن. او هزاران قطعة مشابه از نقاط مختلف استرالیا جمع آوری کرده است. آنها همه جا یافت می شوند و یکبار که فهمیدید دنبال چه می گردید، به راحتی می‌توانید آنها را از ماسه ها جدا کنید. او می گوید:" خیلی جالبه، کی فکرش رو می‌کرد که راه بری و پوست تخم پرنده جمع کنی؟!"

میلر و همکارانش عمر پوسته های جنیورنیس را به دو روش تعیین کرده اند. روش اول بنام Optically stimulated luminescence( OSL) معروف است. یک کانی را در نظر بگیرید. اتم‌های رادیواکتیو و درونی این کانی،  ذراتی آزاد می‌کنند که انرژی آنها قادر است الکترونها را از حالت پایه  بیرون بکشد و آنها را آزاد کند. گاهی این الکترونهای آزاد شده در حفره های ساختمانی موجود در کریستال کانی مورد نظر( در اینجا کوارتز)انباشته می شوند. این تله‌های کریستالی، در یک سیستم زمانی منظم، بتدریج با الکترونها پر می‌شوند. اگر شما بتوانید سرعت به دام افتادن الکترونها را محاسبه کنید و سپس تعداد الکترونهای به دام افتاده را بشمارید، میتوانید بفهمید چه مدت از زمانی که کانی مورد نظر در معرض نور خورشید، یعنی در سطح زمین قرار داشته می‌گذرد. زیرا اگر نور خورشید، حتی به مدت چند ثانیه به کانی مورد نظر مورد نظر برسد، انرژی خورشید،  تمام الکترونهای در تله افتاده را آزاد می کند و به محل اولیه شان بر می گرداند. در واقع ساعت را دوباره روی صفر قرار می دهد.

کار مهم میلر این بود که پوسته ها را از درون ماسه هایی بیرون بیاورد که از لحظة دفن شدن، نور خورشید به آنها نتابیده است. به این ترتیب ماسه های اطراف این پوسته‌ها، حاوی کوارتزهایی با خصوصیات مورد نظر بودند. برای بدست آوردن چنین کریستالهایی، او از یک کارشناس متخصص در این روش کمک گرفت: نایگل ا. سپونر- Nigel A.Spooner "  فیزیکدانی  از  دانشگاه  ملی  استرالیا.  سپونر استوانه های  فولادی تو خالی را در ماسه هایی که پوسته های جنیورنیس را احاطه کرده بودند، قرار می‌داد و با چکش، آنها را کاملا درون ماسه ها فرو می برد. سپس به سرعت در استوانه ها را می بست، در پلاستیک سیاه بسته بندی می‌کرد و به آزمایشگاهش انتقال می‌داد. در آزمایشگاه، او دانه های کوارتز را در ماشینی قرار می دهد که تابش هایی از فوتونهای با انرژی های مشخص، الکترون‌های در تله افتاده را به اتمهای اصلی‌شان برمی‌گردانند. با برگشت هر الکترون، مقداری انرژی بصورت نور آزاد می‌شود. با اندازه‌گیری این نور، سپونر می‌تواند تعداد الکترونهای در تله افتاده را محاسبه کند و از روی تعداد آنها، زمان دفن ماسه و در نتیجه سن پوستة تخم پرنده را دریابد. به منظور دقت بیشتر، تمام این عملیات در تاریکخانه‌ای که تنها با نورهای قرمز ضعیف روشن می شود، انجام می پذیرد.

مواد رادیواکتیو

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 21

مواد رادیواکتیو

مواد رادیواکتیو از اتم های ناپایداری تشکیل می شوند که تجزیه می شوند و انرژی سطح بالایی به نام تابش رادیواکتیو را آزاد می کنند این اتمها نهایتا عناصر جدیدی را تشکیل می دهند. سه نوع تابش رادیواکتیو وجود دارد که ذرات آلفا ، ذرات بتا ، و پرتوهای گاما خوانده می شوند.

اطلاعات اولیه:

پرتو آلفا (دو پروتون و دو نوترون): جرم چهار واحد اتمی (a.m.u) و بارالکتریکی مثبت در پرتو بتا (الکترونهای سریع): جرم ناچیز و بارالکتریکی منفی یک و پرتو گاما (موج الکترومغناطیسی): بدون جرم و بدون بار (مثلا انرژی خالص) تاریخچه: حدود اواخر قرن نوزدهم اکثر دانشمندان بر این عقیده بودند که تمام مسائل عمده فیزیک حل شده اند ، به غیر از چند مورد جزئی برای قطعیت دادن به برخی نظریه های ضروری بود. در سال 1895 ، رزتگن اشعه ایکس را کشف کرد. این اشعه نخست در معاینات پزشکی به کار رفت و بعدها برای بررسی ساختمان اساسی مواد مورد استفاده قرار گرفت چند ماه بعد ماری کوری این پدیده جدید را رادیو اکتیو نامید. او و شورش پی یر کوری ، همچنین پولونیم (po ، فلز ضعیف) و رادیم (Ra ، فلز قلیایی خاکی) را کشف کردند. ماری کوری نخستین کسی بود که از اصطلاح «رادیواکتیو» برای موادی که فعالیت الکترومغناطی قابل توجه دارند استفاده کرد. خاصیت رادیواکتیویته این دو عنصر جدید از اورانیم بیشتر بود.

سیر تحولی و رشد:

ماری کوری تحقیق خود را با جستجوی کاربردهای پزشکی رادیواکتیو ادامه داد. و قدرت تشعشع ترکیبات اورانیم را اندازه گرفت و تحقیق خود را به عناصر دیگر از جمله توریم ، گسترش داد.

در سال 1934 میلادی زوج ژولیو- کوری رادیواکتیویته مصنوعی را کشف کرد.

ماری کوری پی یر کوری همراه با فیزیکدان فرانسوی هانری بکرل (1908-1852 م) مدل دیوی انجمن سلطنتی انگلستان و جایزه نوبل را در فیزیک برای کشف رادیواکتیو دریافت دریافت می کنند. پی یر کوری کشف می کند که رادیم Ra خود بخود حرارت آزاد می کند. این خاصیت نمود ثبت شده از انرژی اتمی به شکل گرماست.

در سال 1910 میلادی در کنفرانس بروکسل در مورد رادیواکتیویته ، واحد رادیواکتیویته به افتخار او کوری نامیده شد. در مورد کشف رادیواکتیویته توسط هانری بکرل باید بگوییم که در سال 1896 میلادی ، بکرل در جستجوی شواهدی بود که ثابت کند مواد شیمیایی که نور طبیعی فلوئورسان هستند از خود پرتو ساطع می کنند. او یک نمونه سولفات پتاسیم اورانیم را برداشت و آن را همراه با یک صفحه عکاسی در کاغذ سیاه پیچید. از آنجا که روزی ابری بود. نمونه بکرل خاصیت فلوئورسانی را از خود نشان نمی داد. او آن را درکشویی در آزمایشگاه خود گذاشت و به آزمایشهای خود در مورد لامپهای اشعه کاتدی ادامه داد. چند روز بعد ، دریافت که نمونه تصویری را بر روی صفحه عکاسی ایجاد کرده است. این نشان می داد که ماده مذکور شکلی از تشعشع را که بعدا ماری کوری آن را رادیواکتیویته نامید ، از خود ساطع کرده است.1922 میلادی نیلز بور نظریه طیفهای ساختار اتمی را منتشر کرد و در 1927 میلادی اصل مکمل بودن را تنظیم می کند که رفتار پیچیده رادیواکتیویته را توصیف می کند. ارنست رادرفورد فیزیکدان بریتانی نیوزلندی الاصل (1871-1937) بر روی رادیواکتیویته و ماهیت ذرات آلفا (دارای بار مثبت) تحقیق کرد و متوجه شد که بار مثبت اتم در مرکز آن و در هسته ای ریز و متراکم متمرکز است. در سال 1930 میلادی رادرفورد تشعشعات مواد رادیواکتیو را منتشر کرد.

تابشهای رادیواکتیو:

چنان که گفته شد سه نوع تابش رادیواکتیو وجود دارد که ذرات آلفا از چهار ذره اتمی ، یعنی دو پروتون و دو نوترون تشکیل می شوند. این ذرات ضعیفترین نوع تابش رادیواکتیو هستند. و بار الکتریکی مثبت دارند. مسیر آنها را می توان با صفحه کاغذ مسدود کرد. ذرات بتا قدرتمند و از ذرات اتمی که الکترون خوانده می شوند و بار منفی دارند تشکیل می شوند. این کاغذ عبور می کند ولی آلومینیوم آن را مسدود می کند. پرتوهای گاما از همه قدرتمند ترند. آنها امواج الکترومغناطیسی اند و فاقد بارالکتریکی می باشند. اما پرتوهای گاما را فقط لایه ضخیمی از سرب متوقف می سازد. خروجی یا تابش رادیواکتیو می تواند وارد بافتهای زنده شود و به آنها صدمه بزند. بنابراین اطراف آن باید کنترل شود. این تابش را با وسیله ای به نام شمارنده گایگر – مولر ، که نام آن از مخترعانش اقتباس شده است ، می توان اندازه گرفت. وقتی تابش رادیواکتیو وارد این شمارنده می شود ، گاز موجود در آن حامل الکتریسیته می شود. مقدار بار را می توان روی صفحه ای قرائت کرد یا از طریق یک بلند گو به صورت صداهای تیک تیک خاصی شنید.

نیمه عمر:

نیمه عمر یک ماده زمانی است که طول می کشد تا خاصیت رادیواکتیویته آن به نصف کاهش یابد. مثلا نیمه عمر کربن 14 (شکل خاصی از عنصر کربن) 5600 سال است. یعنی 5600 سال طول می کشد تا نصف اتم های رادیواکتیو کربن دچار فروپاشی شوند ، یا یک گرم از اتم های رادیواکتیو به نیم گرم تقلیل یابد. 5600 سال دیگر طول می کشد که همین مقدار نیز به نصف برسد و به همین ترتیب. نیمه عمر عناصر مختلف از چند ثانیه تا میلیونها سال متغیر است. فروپاشی شبکه ای زباله های اتمی زیان بخش حاصل از نیروگاههای هسته ای میلیونها سال طول می کشد. و همه موجودات زنده روی زمین حاوی مقدار معینی کربن 14 (کربن رادیواکتیو) هستند که با تبادل مداوم گازهای اکسیژن و دی اکسید کربن بین موجودات زنده و جو زمین تشکیل می شود. وقتی یک گیاه یا حیوان می میرد ، این تبادل متوقف می شود و کربن 14 شروع به فروپاشی می کند. دانشمندان می دانند که نیمه عمر این کربن 5600 سال است. بنابراین پس از این مدت جسم مرده دقیقا نصف تشعشع رادیواکتیو زمان زندگی خود را ساطع می کند. این فروپاشی با آهنگ ثابتی انجام می شود و در نتیجه این امکان وجود دارد که با اندازه گیری میزان تابش زمان مرگ موجود مورد نظر را دریافت. باستانشناسان از عمر بعضی

تحقیق در مورد مواد رادیواکتیو 21 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 21 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

مواد رادیواکتیو

مواد رادیواکتیو از اتم های ناپایداری تشکیل می شوند که تجزیه می شوند و انرژی سطح بالایی به نام تابش رادیواکتیو را آزاد می کنند این اتمها نهایتا عناصر جدیدی را تشکیل می دهند. سه نوع تابش رادیواکتیو وجود دارد که ذرات آلفا ، ذرات بتا ، و پرتوهای گاما خوانده می شوند.

اطلاعات اولیه:

پرتو آلفا (دو پروتون و دو نوترون): جرم چهار واحد اتمی (a.m.u) و بارالکتریکی مثبت در پرتو بتا (الکترونهای سریع): جرم ناچیز و بارالکتریکی منفی یک و پرتو گاما (موج الکترومغناطیسی): بدون جرم و بدون بار (مثلا انرژی خالص) تاریخچه: حدود اواخر قرن نوزدهم اکثر دانشمندان بر این عقیده بودند که تمام مسائل عمده فیزیک حل شده اند ، به غیر از چند مورد جزئی برای قطعیت دادن به برخی نظریه های ضروری بود. در سال 1895 ، رزتگن اشعه ایکس را کشف کرد. این اشعه نخست در معاینات پزشکی به کار رفت و بعدها برای بررسی ساختمان اساسی مواد مورد استفاده قرار گرفت چند ماه بعد ماری کوری این پدیده جدید را رادیو اکتیو نامید. او و شورش پی یر کوری ، همچنین پولونیم (po ، فلز ضعیف) و رادیم (Ra ، فلز قلیایی خاکی) را کشف کردند. ماری کوری نخستین کسی بود که از اصطلاح «رادیواکتیو» برای موادی که فعالیت الکترومغناطی قابل توجه دارند استفاده کرد. خاصیت رادیواکتیویته این دو عنصر جدید از اورانیم بیشتر بود.

سیر تحولی و رشد:

ماری کوری تحقیق خود را با جستجوی کاربردهای پزشکی رادیواکتیو ادامه داد. و قدرت تشعشع ترکیبات اورانیم را اندازه گرفت و تحقیق خود را به عناصر دیگر از جمله توریم ، گسترش داد.

در سال 1934 میلادی زوج ژولیو- کوری رادیواکتیویته مصنوعی را کشف کرد.

ماری کوری پی یر کوری همراه با فیزیکدان فرانسوی هانری بکرل (1908-1852 م) مدل دیوی انجمن سلطنتی انگلستان و جایزه نوبل را در فیزیک برای کشف رادیواکتیو دریافت دریافت می کنند. پی یر کوری کشف می کند که رادیم Ra خود بخود حرارت آزاد می کند. این خاصیت نمود ثبت شده از انرژی اتمی به شکل گرماست.

در سال 1910 میلادی در کنفرانس بروکسل در مورد رادیواکتیویته ، واحد رادیواکتیویته به افتخار او کوری نامیده شد. در مورد کشف رادیواکتیویته توسط هانری بکرل باید بگوییم که در سال 1896 میلادی ، بکرل در جستجوی شواهدی بود که ثابت کند مواد شیمیایی که نور طبیعی فلوئورسان هستند از خود پرتو ساطع می کنند. او یک نمونه سولفات پتاسیم اورانیم را برداشت و آن را همراه با یک صفحه عکاسی در کاغذ سیاه پیچید. از آنجا که روزی ابری بود. نمونه بکرل خاصیت فلوئورسانی را از خود نشان نمی داد. او آن را درکشویی در آزمایشگاه خود گذاشت و به آزمایشهای خود در مورد لامپهای اشعه کاتدی ادامه داد. چند روز بعد ، دریافت که نمونه تصویری را بر روی صفحه عکاسی ایجاد کرده است. این نشان می داد که ماده مذکور شکلی از تشعشع را که بعدا ماری کوری آن را رادیواکتیویته نامید ، از خود ساطع کرده است.1922 میلادی نیلز بور نظریه طیفهای ساختار اتمی را منتشر کرد و در 1927 میلادی اصل مکمل بودن را تنظیم می کند که رفتار پیچیده رادیواکتیویته را توصیف می کند. ارنست رادرفورد فیزیکدان بریتانی نیوزلندی الاصل (1871-1937) بر روی رادیواکتیویته و ماهیت ذرات آلفا (دارای بار مثبت) تحقیق کرد و متوجه شد که بار مثبت اتم در مرکز آن و در هسته ای ریز و متراکم متمرکز است. در سال 1930 میلادی رادرفورد تشعشعات مواد رادیواکتیو را منتشر کرد.

تابشهای رادیواکتیو:

چنان که گفته شد سه نوع تابش رادیواکتیو وجود دارد که ذرات آلفا از چهار ذره اتمی ، یعنی دو پروتون و دو نوترون تشکیل می شوند. این ذرات ضعیفترین نوع تابش رادیواکتیو هستند. و بار الکتریکی مثبت دارند. مسیر آنها را می توان با صفحه کاغذ مسدود کرد. ذرات بتا قدرتمند و از ذرات اتمی که الکترون خوانده می شوند و بار منفی دارند تشکیل می شوند. این کاغذ عبور می کند ولی آلومینیوم آن را مسدود می کند. پرتوهای گاما از همه قدرتمند ترند. آنها امواج الکترومغناطیسی اند و فاقد بارالکتریکی می باشند. اما پرتوهای گاما را فقط لایه ضخیمی از سرب متوقف می سازد. خروجی یا تابش رادیواکتیو می تواند وارد بافتهای زنده شود و به آنها صدمه بزند. بنابراین اطراف آن باید کنترل شود. این تابش را با وسیله ای به نام شمارنده گایگر – مولر ، که نام آن از مخترعانش اقتباس شده است ، می توان اندازه گرفت. وقتی تابش رادیواکتیو وارد این شمارنده می شود ، گاز موجود در آن حامل الکتریسیته می شود. مقدار بار را می توان روی صفحه ای قرائت کرد یا از طریق یک بلند گو به صورت صداهای تیک تیک خاصی شنید.

نیمه عمر:

نیمه عمر یک ماده زمانی است که طول می کشد تا خاصیت رادیواکتیویته آن به نصف کاهش یابد. مثلا نیمه عمر کربن 14 (شکل خاصی از عنصر کربن) 5600 سال است. یعنی 5600 سال طول می کشد تا نصف اتم های رادیواکتیو کربن دچار فروپاشی شوند ، یا یک گرم از اتم های رادیواکتیو به نیم گرم تقلیل یابد. 5600 سال دیگر طول می کشد که همین مقدار نیز به نصف برسد و به همین ترتیب. نیمه عمر عناصر مختلف از چند ثانیه تا میلیونها سال متغیر است. فروپاشی شبکه ای زباله های اتمی زیان بخش حاصل از نیروگاههای هسته ای میلیونها سال طول می کشد. و همه موجودات زنده روی زمین حاوی مقدار معینی کربن 14 (کربن رادیواکتیو) هستند که با تبادل مداوم گازهای اکسیژن و دی اکسید کربن بین موجودات زنده و جو زمین تشکیل می شود. وقتی یک گیاه یا حیوان می میرد ، این تبادل متوقف می شود و کربن 14 شروع به فروپاشی می کند. دانشمندان می دانند که نیمه عمر این کربن 5600 سال است. بنابراین پس از این مدت جسم مرده دقیقا نصف تشعشع رادیواکتیو زمان زندگی خود را ساطع می کند. این فروپاشی با آهنگ ثابتی انجام می شود و در نتیجه این امکان وجود دارد که با اندازه گیری میزان تابش زمان مرگ موجود مورد نظر را دریافت. باستانشناسان از عمر بعضی