Burkutaa'inna Xaanxawaa (Radioactive decay)

Alfaa niwukilaasiin burkutaa’uun suddoo alfaa niwutiroonii lamaa fi pirootonii lamaa ni baasa; niwukilasii heeliyeemii jedhamuunis beekama.

Uumama keessatti gochoota gurguddoon hedduun naannoo keenyatti raawwataman kan hin hubatamnedha. Biifamni fi xuuxamuun taateewwan yeroo atoomii keessatti raawwatamu osoo hin hubatamin hafan keessaa muraasa. Xaanxeeffamni amaloota wantoo akkasii keessaa tokko yoo ta’u, biifamuu annisaa suudoowwan cita-atoomawaa tasa raawwatamudha. Barreeffama kana keessatti waa’ee xaanxeffamni maal akka ta’e caalaatti kan hubbachisuu ta'a.

Xaanxeeffamni maali?

Sababa sukaa'inna dhabuu niwukilariitiin niwukilaasiin atoomii tokkoo taatee Reediyoo-aktivitii ykn Xaanxeffamaa agarsiisa. Anniisaan sababa madanaa niwukilasii miti-sukaa'oo keessaa biifamaniin ni bada. Humnoonni lama, jechuunis humna ofirraa ficcisuu kan elektiroo-istaatikii fi humnoonni harkisaa cimaa niwukilasii; niwukilasii walitti qaba. Humnoonni kun lamaan naannoo uumamaa keessatti garmalee ciccimoo ta’anii ilaalamu. Carraan sukaa'ina dhabuu qunnamuu akkuma guddinni niwukilasii dabalaa deemuun dabalaa deema sababiin isaas ulfaatinni niwukilasii yeroo walitti qabamu baay’ee waan ta’uuf. Kanaafidha atoomonni Pilutooniyeemii, Yuuraaniyeemii garmaleemiti-sukaawoo fi taatee xaanxeffamaa keessa darbaniif.Heenrii Bequerel akka tasaa raadiyoo'aktiviitii argate. Kompaawundii Yuuraaniyeemii tokko kaazinaa gabatee suuraa of keessaa qabu, waraqaa gurraachaan marfame keessa kaa'ame. Boodarra gabateewwan sun yeroo qorataman akka saaxilaman hubatameera! Saaxilamummaan kun yaadiddama burkutaa'inna xaanxawaa (Radioactive decay) jedhu uume. xaanxeffamni bifa akkasiitiin mul’achuu danda’a

• Burkutni Gaammaa(suudifoota anniisaa guddaa qaban biifu) .
• Burkutni beettaa (Biifa Elektiroonota of keessaa qaba) .
• Burkutni alfaa (biifa killata hiliyeemii of keessaa qaba ) .

Seera xaanxeffamaa

• xaanxeffamni bu’aa burkutaa'iinsa niwukilasii ti.
• Saffisni burkutaa'iinsa niwukilasii ho’aa fi dhiibbaa irraa walaba dha.
• xaanxeffamni seera kunuunsa chaarjii irratti hundaa’a.
• Amalli fiizikaalaa fi keemikaalaa niwukilasii haaraa niwukilasii haadhoo irraa adda.
• Anniisaa xaanxeffama irraa bahu yeroo hunda alfaa, beetaa fi gamaa paartiikiliin waliin deema.
• Saffisni burkutaa'iinsa wantoota xaanxeffamoon baay’ina atoomota yeroo sanatti argaman irratti hundaa’a.

Lakkaantoo

Raadiyoo’aktiviitiin kan safaramu Bequerels keessatti. Bequerel lakkoofsa bittinnaa’iinsa saamuda raadiyoo’aktiiwii sekondii tokko keessatti ba’uudha. Raadiyoo’aktiviitiin saamuda tokkoo Becquerel tokko yeroo ta’u maal jechuudha? Saamuda sekondii tokkotti raadiyaashiniin tokko baasa jechuudha. Yuunitiiwwan biroo xaanxeffamaa safaruuf gargaaran jiruu? Eeyyee, yuunitiin sekondii tokkotti bittinnaa’uu fi yuunitiin Kiyuurii (Ci) illee ni jira. Dabalataanis, yuunitiin sadaffaan Raazarford (Rd) jedhamu kan sekondii tokkotti bittinnaa’uu miliyoona tokkoo wajjin walsimu jira. Curie jechuun maali? Kiyuuriin sochii saamuda sekondii tokkotti niwukilasii xaanxawoo 3.7x10^10 itti bittinnaa’aniidha.

Maakkii burkutaa'insaa

Adeemsi burkutaa’iinsaa maakkii ykn reetii dhaabbataa ta’een uumama. Yoo eddattoon(sample) meeshaa xaanxeeffamaa qabaanne, lakkoofsi burkutaa'innaa dN yeroo dt keessatti uumamu lakkoofsa waliigalaa atoomotaa N waliin walmadaala.Yoo lakkoofsi waliigalaa atoomotaa N ta’e, carraan burkutaa’uu (-dN/dt) N wajjiin hariiroo kallattii qaba.

$(-{dN \over N})=\lambda \cdot dt$

Tokkoon tokkoon elementii raadiyoo-aktiivii saffisa burkutaa’iinsa addaa isaa (λ)n agarsiifamu qaba. Mallattoon negaatiivii hima walqixaa keessatti argamu tokkoon tokkoon taatee burkutaa’iinsaa wajjin N akka hir’atu agarsiisa. Hima walqixaa diferensiyaalaa tartiiba tokkoffaa kun furmaata argachuun ni danda’ama:

$N(t)=N_{0}e^{-\lambda t}=N_{0}e^{-t/\tau }$

N₀ lakkoofsa atoomota yeroo (t = 0) ti.

Hima walqixaa lammaffaan dhaabbataa burtaa'insaa λ'n yuunitii 1/yeroo akka qabu agarsiisa, kanaaf akka τtti ibsamuu danda’a, kunis walakkaa jireenyaa ykn umurii burkutaa’iinsa elementii bakka bu’a.

Hariiroon τ fi λ gidduu jiru akka armaan gadiitti:

$\tau ={1 \over \lambda }$

Faankishiniin eksaapooneenshiyaalii dhaabbataa uumamaa e qabu walqixxaattoo lammaffaa keessatti saffisa manca’iinsaa ibsa. Akkaataa idileetti, baay’inni atoomota saamuda keessa jiran baay’ee guddaa dha, lakkoofsa Avogadrotti dhihoo waan ta’eef, walqixxaattoon kun saffisa manca’iinsaa ibsa gaarii kenna.

Amma elementoota xaanxawoo adda addaa sadii qabna jennee haa fudhannu:

• Diimaa: Elementii xaanxawoo cinjireenya waggaa 3 qabu.

• Cuquliisa: Elementii xaanxawoo cinjireenya waggaa 2 qabu.

• Magariisaan: Elementii xaanxawoo cinjireenya waggaa 1 qabu.

Giraafiin waliin jiru saffisa manca’iinsa atoomotaa elementoota sadan agarsiisa, kunis baay’ina atoomota ammallee hin mancaane akka dalagaa yerootti agarsiisa. Akkuma mul’atutti, baay’inni atoomota hin mancaane saffisa dhaabbataa tokkoon tokkoon elementii adda ta’een hir’ata, akka walqixxaattoo lammaffaa armaan olitti ibsametti. Elementiin walakkaa jireenyaa dheeraa (diimaa) qabu saffisa manca’iinsa gadi aanaa akka qabu ni argina.

Saamuda xaanxawoo atoomota raadiyoo-aktiivistii 400,000 of keessaa qabu kan walakkaan jireenyaa guyyaa 10 yoo qabaanne, guyyoota 10 booda, lakkoofsi atoomota ammallee raadiyoo-aktiivistii atoomota 200,000 ta’a. Guyyoota 10 kan biraa booda lakkoofsi atoomota xaanxawoo gara atoomota 100,000tti gadi bu’a, guyyoota 10 itti aanan booda ammoo lakkoofsi atoomota hin mancaane 50,000 ta’a, fi kkf. Kanaafidha waa'ee t1/2 dubbannee walakkaa jireenyaa kan jennu.

CINJIREENYA(WALLAKKAA JIREENYA)

Walakkaan jireenyaa yeroo elementiin xaanxawoo tokko walakkaa atoomota isaa akka burkutaa’uuf barbaachisudha. Yeroo kana keessatti baay’inni raadiyoo’aktiiwii walakkaan hir’ata. Fakkeenyaaf, walakkaan jireenya yuuraaniyeemii-238 waggaa 4.49x10^9 yoo ta’u, kunis walakkaan atoomota yuuraaniyeemii burkutaa’uuf waggaa 4.49x10^9 fudhata jechuudha.

Amalli yeroo dhaabbataa elementii kun walakkaa jireenyaa kan jedhamu yoo ta’u, mallattoo t1/2 tiin agarsiifama. Walakkaan jireenyaa akka warroommii dhaabbataa burkutaa’iinsaatti yookiin (jireenya jireenyaa giddugaleessaa) akka armaan gadiitti barreeffamuu danda’a:

$t_{1/2}={ln2 \over \lambda }=ln2\tau$

Hima walqixaa eksaapooneenshiyaalii armaan olitti bakka buusuun:

$N(t)=N_{0}2^{-t/t_{1 \over 2}}$

Hiikni isaas kutaan meeshaa yeroo t_1/2 booda ammallee xaanxawaa dha:

2⁻¹=$1 \over 2$​

${1 \over {2^{3}}}={1 \over 8}$

$\tau ={{t_{1/2}} \over ln2}=1.442\cdot {t_{1/2}}$

Walakkaan umriin isaa polonium-210 guyyoota 138 yoo ta'u, umriin isaa giddu galeessaan guyyoota 200 dha.

Faayidaa fi Miidhaa Xaanxeffamaa

Faayidaan xaanxeffamaa:

• Xiyyii gaammaa seelii kaansarii ajjeesuuf kan oolu waan ta’eef waldhaansa carallaa keessatti fayyadama.
• Koobalt-60 seelii kaansarii fidan balleessuuf fayyadama.
• Xiyyii gaammaa kutaalee qaama keessaa sakatta’uu keessatti fayyadama.
• Xiyyii gamaa maaykiroobii nyaata keessatti argaman ajjeesuudhaan umurii nyaata itti fayyadamuu dabaluudhaan akka hin mancaane taasisa.
• Umuriin dhagaa qabiyyee argoonii dhagaa keessatti argamu safaruudhaan raadiyaashiniin raadiyoo’aktiiwii fayyadamuun qoratamuu danda’a.

Miidhaa Xaanxeffamaa:

• Madanni xaanxeffamaa qaama irratti baay’inaan yoo argamu du’aaf nama saaxiluu danda’a.
• Isotoopoonni raadiyoo-aktiiwii qaala’oo dha.