V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
1.
Hlavním faktorem, rozhodujícím významu použití radionuklidů, poločas rozpadu.
Hned vedle rozpadové schéma čisté radioaktivty (NAZ NBZ-1 ν), kde dceřinné jádro je
vůči mateřskému jádru posunuto jedno místo doleva, což odpovídá snížení protonového čísla 1.
Některé nejdůležitější radionuklidy
Z velkého množství radionuklidů (nyní jich známo více než 1400), nichž některé vyskytují v
přírodě, většina však vyráběna uměle, význam praktické uplatnění jen necelá desetina. Výjimkou jsou některé
krátkodobé radionuklidy používané nukleární medicíně, které díky svým chemickým
a farmakokinetickým vlastnostem nacházejí uplatnění radionuklidové diagnostice terapii ve
formě otevřených zářičů značených radiofarmak, aplikovaných přímo organismu
(většinou intravenózně perorálně, viz kap.1.
Z dalších lehkých radionuklidů velmi důležitý zvláště uhlík 14
C, což rovněž čistý beta-zářič
s poločasem rozpadu 5730let.
Rozpadová schémata některých radionuklidů jsou značně složitá, řadou kaskádových
rozpadů korpuskulárních množstvím excitovaných energetických hladin, mezi nimiž nastávají
izomerní přechody doprovázené kvanty záření gama.2. přírodě vyskytuje jako kosmogenní radionuklid (je něm
založena radikarbonová metoda určování stáří archeologických předmětů) podobně jako tritium
se vyrábí uměle pro mnohé aplikace, zvláště biologické (např. Poslední rozpadové schéma obrázku vpravo představuje opět radioaktivitu
β, avšak konkrétního jádra 137Cs, které poločasem T1/2=30 let rozpadá dceřinné jádro 137Ba.
Pro jednoduchost jsme zde zatím odhlédli skutečnosti, čistý rozpad základní
hladinu dceřinného jádra vyskytuje jen menším procentu případů; většinou vzniká dceřinné jádro
v excitovaném stavu.
Z oblasti lehkých radionuklidů této skupiny patří krátkodobé pozitronové radionuklidy: uhlík
http://astronuklfyzika. Zde může být krátký poločas
rozpadu naopak výhoda hlediska radiační zátěže organismu.1.4.
Dále obr. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.4 Radionuklidy
Obr.3 v
§1.4.2. šipky znázorňující
vlastní přeměnu uvádí typ přeměny (zde alfa) příslušná energie kvanta emitovaného záření. Spektrometrická analýza tohoto záření pak jednou hlavních metod
poznávání struktury nuklidů.4 "Scintigrafie").2008 12:13:36]
.
Na základní stav baria jde jen asi 6,5% případů, zatímco celých 93,5% případů jde excitovaný stav
jádra 137Ba energii 662keV, znázorněný vodorovnou čárkou.4 rozpadové schéma čisté radioaktivity (NAZ NBZ+1 ν´, podle obr.RNDr. Naprostá
většina významných radionuklidů, majících uplatnění vědě technice průmyslu, mají
dostatečně dlouhý poločas rozpadu měsíce, roky, desítky let více, což umožňuje jejich
dlouhodobé používání především formě uzavřených zářičů. Svislou šipkou směrem dolů je
znázorněna deexcitace tohoto vzbuzeného stavu vyzáření fotonu záření této energii 662keV. Tomu odpovídají složitá spektra
takových radionuklidů. Nejjednodušší typická rozpadová schémata radionuklidů β+, β−+ γ.htm 11) [15. stopovací metody).10.
Pomineme-li volný neutron (který β-radioaktivní no→p++e−+ν´ poločasem ≈13min.
Úplně vlevo čistý rozpad (podle obr.), je
nejlehčím radionuklidem tritium 3
H což čistý beta-zářič poločasem rozpadu 12,3roku.4. Několik těchto radioisotopů zde v
tabulce postupně uvedeme.2), kde mateřské jádro NAZ rozpadá na
základní stav dceřinného jádra N-4BZ-2 nižší energii; jádro posunuto doleva dvě místa, jak
to odpovídá protonovému číslu Z-2 dolů podle energetického rozdílu.2), kde mateřské jádro rozpadá základní stav dceřinného jádra posunutého jedno
místo doprava. přírodě
se vyskytuje jako kosmogenní radionuklid, uměle vyrábí pro řadu aplikací biologii medicíně. Několik nejzákladnějších vyjmenujeme zvlášť, další častěji používané radionuklidy
jsou uvedeny níže tabulce.2 §1. Zde
se stručně seznámíme některými radioisotopy obzvlášť zajímavými důležitými pro praktické
aplikace.cz/JadRadFyzika4.1.1
