Представьте себе, что вам в руки (не дай Боже) попал кусок радиоактивного материала. Пусть, для простоты рассуждений, это будет материал, который был ионизирован в результате попадания в зону естественного облучения и сам изначально радиоактивным не является. Скажем, он оказался в зоне Чернобыльской катастрофы и поэтому стал сам "светиться". Пускай этот материал легкоплавкий.
Например, это алюминий. Нас интересует, как отразится на радиоактивности этого материала тот факт, что мы его расплавим.
Останется ли он радиоактивным после расплавления или переплавки с последующим получением новой отливки?
Для того, чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно пробежаться по основным терминам и понятиям, чтобы выявить механизм процесса. Откуда, например, берётся радиоактивное излучение?
Чаще всего оно является "продуктом распада" исходного материала. Только одни материалы имеют длительный срок жизни, а потому обладают высокой стабильностью и активно излучение не испускают, а некоторые напротив - нестабильны и валятся в считанные секунды.
Механизм процесса
Если очень сильно упрощать все процессы, то радиоактивность является следствием распада вещества на составляющие. Эти составляющие, вылетая из материала, наносят ущерб окружающим предметам и живым существам. Ранее нерадиоактивный элемент может стать таковым, если окажется под воздействием этого "выброса", который называется ионизирующим излучением.
Получается, что главная проблема- отлетающие от тела "лишние элементы". Но ведь это должно быть напрямую завязано на структуру радиоактивного элемента. Например, если мы возьмем кусок радиоактивного алюминия и расплавим, то разрушая его кристаллическую структуру, мы имеем полное право ожидать, что он станет не радиоактивным.
Что меняется при плавлении?
Вот только тут нужно очень четко понимать механизм плавления. Для этого стоит ответить на вопрос, а чем кристаллизованный металл отличается от расплава этого металла?
И тот, и другой состоят из атомов. При это в случае сформированных кристаллов атомы того же алюминия упорядочены, а в случае исследования расплава атомы теряют строгое упорядочивание в виду разрушения связей и притока энергии. И это единственное отличие твердого металла от расплава этого металла. Сами атомы в обоих случаях сохраняют свои характеристики и свойства, а взаимное расположение мало на что влияет в данном разрезе.
Теперь следует вспомнить, что радиоактивность - это свойство именно что ядер элемента.
Именно поэтому эта тематика изучается школьниками, когда начинается курса ядерной физики. В итоге агрегатное состояние металла не играет никакой значимой роли. Если было твердое тело из изотопов, то и в расплаве они останутся изотопами.
Значит, при переплавке, если содержание радиоактивного металла не изменяется, радиоактивность всей системы тоже никак не изменится. Не изменится она и при последующей кристаллизации такого расплава.
Скажу больше. Даже если перевести всё это вещество в следующее агрегатное состояние и сделать парообразным, то оно всё равно будет источником радиоактивного излучения. Ведь это всё те же атомы, но с другими параметрами связи друг с другом. Соответственно, пока не посыплется сам атом, вещество будет фонить.
Логичным фактом является тот факт, что изменится распределение излучения. Следует это из плотности расположения атомов при разных агрегатных состояниях.
Следующий интересный момент - как поведут себя атомы при изменении температуры системы. Мы выяснили, что ни давление, ни температура, ни агрегатное состояние не способны повлиять на радиоактивность. Вероятно, некоторый всплеск можно ожидать при переходных состояниях? Ведь температура сообщит энергию и по логике может ускорить распад системы.
Скажем так, в обычных условиях, под которыми мы понимаем все состояния от абсолютного нуля вплоть до температур плавления рассматриваемого материала и температур как такового существования атома (без всяких термоядерных превращений) ситуация будет стабильна. Будут лишь незначительные изменения, о которых мы упомянули выше. Но это не те величины, которые следует учитывать.
Дело в том, что процесс радиоактивного распада описывается уравнением, содержащим константу распада. Эксперименты показали, что она практически не зависит от протекающих процессов и в лабораторных и Земных условиях такие факторы не достичь. Картина может изменить только, скажем, в ядрах звёзд.
#радиация #научпоп
Пожалуйста, подпишитесь и обязательно возвращайтесь за новым контентом на проект! Возврат подписчика очень важен для существования моего проекта! Виноват ДЗЕН...
Присоединяйся к моей телеге!
Статьи по теме на канале:
Ещё кое-что полезное:
- Путеводитель по научно-популярным каналам ДЗЕНа: смотрите здесь
