Iðnaðarmál - 01.05.1959, Blaðsíða 13

IÐNAÐUR
OG GEISLAVIRK EFNI
Eftir JÓHANN JAKOBSSON
Inngangsorð
Geislavirkir ísótópar (radioactive
isotopes) hafa á síðustu árum vakið
mikla athygli þeirra, sem vinna að
vísindalegum og hagnýtum rannsókn-
um. Eigi er þó með öllu rétt að binda
rannsóknir þessar eingöngu við síð-
ustu ár, því að rannsóknir á geisla-
virkum efnum hafa verið stundaðar
síðastliðna hálfa öld. (Becquerel og
M. Curie, skömmu fyrir og eftir síð-
ustu aldamót). Síðari heimstyrjöldin
olli þó byltingu á þessu sviði. Atóm-
sprengjan eða öllu heldur aðferðir til
framleiðslu hennar leystu úr læðingi
uppsprettu geislavirkra efna, sem
skapaði möguleika til rannsókna,
margfaldlega miðað við það, sem
áður þekktist.
í stað þess að geislavirk efni voru
skilin frá náttúrlegum efnum með
mjög erfiðum og flóknum aðferðum
og fengust þó aðeins í örlitlu magni,
fengust nú við kjarnaklofnun úrani-
ums fjölmargir geislavirkir ísótópar,
auk þess sem skilyrði sköpuðust til
framleiðslu á geislavirkum ísótópum
úr náttúrlegum stöðugum frumefn-
um.
Vísindamönnum varð fljótlega
Ijóst, að við kjarnaklofnun hafði ekki
einungis tekizt að beizla nær ótæm-
andi orkugjafa, heldur gaf og orku-
framleiðslan margvísleg aukaefni,
sem hagnýta mátti til stórkostlegra
hagsbóta á flestum sviðum athafna-
lífsins, auk þess sem þau opnuðu ný
svið fjölþættra rannsókna, sem engan
hafði órað fyrir að unnt yrði að
framkvæma.
Hvað er geislavirkur ísótópur
og hvernig verður hann til? Til að
svara þessari spurningu verður maður
að gera sér nokkra grein fyrir bygg-
ingu efnisins. Allt efni er byggt upp
af svokölluðum frumefnum, sem eru
talin 102. Af þessum 102 frumefnum
hafa 14 verið framleidd á rannsókna-
stofum. Efnin almennt eru byggð upp
af margbreytilegum samböndum
frumefnanna, sameindum (molikul-
um). Efnasamböndin innihalda
þannig frumeindir (atom) fleiri
frumefna. Frumefnin innihalda hins
vegar aðeins frumeindir sama frum-
efnis.
Rannsóknir hafa leitt í Ijós, að
frumefni, sem haga sér nákvæmlega
eins við kemiskar efnabreytingar,
getur haft mismunandi frumeinda-
þunga eða sýnt mismunandi eðlis-
eiginleika.
í náttúrunni eru þessi afbrigðilegu
frumefni blönduð þeim venjulegu og
finnast yfirleitt í sömu hlutföllum
hvar sem er á jörðinni. Efni þessi eru
kölluð ísótópar hlutaðeigandi frum-
efnis. Flest þessara náttúrulegu efna
eru stöðug, þ. e. þau eru ekki geisla-
virk.
Til skýringar því, sem hér hefur
verið getið, skal nefnt dæmi: Svo sem
kunnugt er, er vetnið einfaldast að
byggingu allra frumefnanna. Kjarni
frumeindarinnar er ein eðlisögn,
prótóna, og kringum hann sveimar
önnur eðlisögn, elektróna.
í náttúrunni finnst einnig svokall-
að þungt vetni (deuterium), sem hef-
ur helmingi meiri þunga en vetnið.
Kjarni þess inniheldur tvær eðlis-
agnir jafnþungar, þ. e. prótónu og
nevtrónu. Efni þetta er stöðugt.
Þriðja efnið, tritium, finnst einnig.
Það hefur þrefaldan þunga á við
vetnið. Kjarni þess inniheldur þrjár
eðlisagnir, þ. e. prótónu og 2 nev-
trónur.
Deuterium og tritium eru ísótópar
vetnis, annar stöðugur, deuterium,
hinn óstöðugur, geislavirkur, tritium.
Kraftar þeir, sem búa í kjarna
frumeindanna, leita ákveðins jafn-
vægis. Til að ná slíku jafnvægi verð-
ur að fara fram breyting á byggingu
og formi kjarnans. Breytingar þessar
koma fram sem geislun á mismunandi
orkustigi, sem háð er gerð kjarna
hlutaðeigandi frumefnis.
Geislun
Geislun er þrenns konar.
1. Alfa-geislun. Kjarnabrot með sam-
setningu heliumkjarnans. Geislun
þessi nær mjög skammt út frá efn-
inu við venjulegar aðstæður, og er
auðvelt að stöðva hana, t. d. með
þunnu pappírsblaði.
2. Betageislun er straumur af elektr-
ónum. Geislun þessi nær miklu
lengra en alfa-geislun, en verður
þó auðveldlega stöðvuð með hlíf-
um, t. d. tré 2.5—5 cm eða alu-
minium 0.5—1 cm að þykkt.
3. Gamma-geislun er orkugeislun,
svipuð og Ijós, og berst með hraða
þess. Til að stöðva geislunina þarf
mjög þykkar hlífar af þéttu efni.
Venjulega er notað blý eða stein-
steypa.
IÐNAÐARMÁL
69