חומרים רדיואקטיביים מפורסמים בתועלת הרבה שיש להם להפקת אנרגיה למטרות מלחמה ושלום, ובשימושים שלהם בתחום הרפואה והמחקר. מצד שני, הקרינה שהם פולטים עלולה להיות מסוכנת ביותר לרקמות ביולוגיות.
דעיכה רדיואקטיבית היא התהליך שעומד בבסיס הרדיואקטיביות של חומרים. היא מוגדרת כהתפרקות של איזוטופ לא יציב של יסוד (להלן חומר רדיואקטיבי) לאיזוטופ או לכמה איזוטופים יציבים יותר, תוך פליטת קרינה חלקיקית (אלפא, בטא או גמא). היישומון שלפנינו ממחיש את נושא הדעיכה הרדיואקטיבית על ידי שימוש בדעיכת אלפא..
היישומון הופק במסגרת פרויקט PhET של אוניברסיטת קולורדו.
להורדת היישומון ולהרצתו על המחשב לחצו כאן
אם אינכם מצליחים להעלות את היישומון, התקינו תוכנת Javaweb. לחצו כאן והתקינו לפי ההוראות.
כדי להבין טוב יותר את היישומון אנו ממליצים לכם לצפות במצגת כוח הכימיה – האטום.
לפני שנתחיל לעבוד על היישומון בואו נגדיר קודם כמה מושגי יסוד:
איזוטופ – אטום בעל אותו מספר פרוטונים כמו אטום אחר, אך מספר נויטרונים שונה.
דעיכה – פליטה של חלקיקים מהאטום (משתנה בהתאם לסוג הדעיכה).
קרינה רדיואקטיבית – החלקיקים שנפלטים מהאטום במהלך הדעיכה.
חלקיק אלפא – חלקיק המורכב משני פרוטונים ושני נויטרונים, שנפלט במהלך דעיכת אלפא ויוצר קרינת אלפא.
זמן מחצית החיים – פרק הזמן הדרוש למחצית האטומים לדעוך.
כעת בואו נתחיל לעבוד. פתחו את היישומון והוסיפו כמה שיותר אטומי פולוניום (לחצו הרבה פעמים על הכפתור "עוד 10" מתחת לדלי). שימו לב מה מתרחש – סביב איזה ערך דועכים בערך חצי מהאטומים (שימו לב לגרף העגול בצד השמאלי העליון)? האם זה קורה באזור זמן מחצית החיים? חזרו על הניסוי כמה פעמים.
כעת חזרו על הניסוי שוב, והפעם עם אטום מותאם (בצד ימין). שחקו עם זמני מחצית החיים. האם יש קשר בין זמן מחצית החיים לטווח הזמן שבו דועכים כחצי מהאטומים? נסו לראות אם זה נכון גם עבור זמן רבע החיים ושמינית החיים. נסו לחשוב מה הקשר בין זמן מחצית החיים, רבע החיים ושמינית החיים. האם יש כאן חוקיות מתימטית?
כעת נעבור ל"אטום יחיד" (הלשונית הימנית). ראו כמה זמן נדרש לאטום פולוניום לדעוך. חזרו על הניסוי כמה פעמים. האם אתם מוצאים קשר לתוצאות הניסוי הקודם? שחקו מעט עם זמן מחצית החיים על ידי שינוי כמות האנרגיה והאנרגיה הפוטנציאלית. אילו תוצאות קיבלתם? מה הקשר בין כמות האנרגיה והאנרגיה הפוטנציאלית לזמן מחצית החיים? מדוע זה קורה לדעתכם?
ביישומון הזה למדנו על דעיכה ריואקטיבית ועל זמן מחצית החיים. הפרמטרים האלה מועילים לנו בתחומים רבים בחיים, כגון השימוש שנעשה ברדיואקטיביות ברפואה (למשל במיפוי עצמות), תארוך רדיואקטיבי ועוד. ביישומון השתמשנו בקרינה מסוג אלפא. ראו גם את היישומון העוסק בקרינה מסוג בטא.
ירון גרוס
המחלקה לפיסיקה של חומר מעובה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
