czwartek, 18 września 2014

Potas-40 - radioaktywność w naszym ciele

Pierwiastki promieniotwórcze są wszędzie wokół nas, jak również wewnątrz naszego ciała. Tak, tak, jesteśmy solą ziemi, zatem to, co w ziemi, to i w nas :)
W naszych ciałach największa procentowo jest zawartość potasu-40, promieniotwórczego izotopu potasu o bardzo długim czasie połowicznego rozpadu. Przyjmuje się, że potas-40 stanowi 0,012% potasu naturalnego, czyli 120 ppm (części na milion). Nie jest to wiele, ale daje się go wykryć nawet za pomocą tanich liczników Geigera. Potas-40 ulega wszystkim 3 rozpadom beta - w 89% rozpadowi beta minus (1,33MeV) do wapnia-40, w 10% przez wychwyt elektronu z emisją kwantu gamma 1,46MeV (do argonu-40) i w śladowym procencie rozpadowi beta plus do argonu-40. 
Człowiek ważący 70 kg zawiera ok. 160 g potasu, z czego 0,0187 g przypada na radioaktywny potas-40, dający 4900 rozpadów promieniotwórczych na sekundę w całym ciele człowieka. Nie jest to jakoś szczególnie dużo, zważywszy na masę i powierzchnię ciała ludzkiego. Aktywność 1 grama radu wynosi 37 miliardów rozpadów promieniotwórczych na sekundę, a malutkie źródełko amerykowe z czujki dymu ma ich 33 tysiące. Nie ma się wiec czego obawiać, jest to też najlepszy argument przeciwko radiofobii - skoro sami promieniujemy, a mimo to żyjemy, widać promieniowanie nie jest aż tak zabójcze!
Potas zawarty jest również w glebie oraz roślinach. Można go łatwo odzyskać z popiołu, powstałego po spaleniu np. drewna. Oczywiście będzie to mieszanina różnych związków zarówno potasu jak i sodu. Związki te są rozpuszczalne w wodzie, zatem możemy zwiększyć ich koncentrację, mieszając popiół z wodą a następnie odfiltrowując roztwór. Stałe pozostałości (szara masa) będzie praktycznie pozbawiona aktywności większej niż tło naturalne, choć popiół przed rozpuszczeniem wykazywał podniesiony poziom promieniowania. Rozpuszczalne związki potasu, głównie węglan (potaż) i azotan (saletra) przejdą do roztworu, skąd możemy je łatwo wykrystalizować. Nie będą czyste chemicznie, ani nawet w stopniu technicznym, gdyż towarzyszą im związki sodu - węglan, azotan i inne. Nadają one roztworowi zdolność pienienia się i śliskość w dotyku, ale to tak na marginesie (nasi przodkowie używali popiołu do prania).
Jeżeli nie mamy wiadra popiołu z pieca lub z ogniska, możemy udać się do sklepu chemicznego i kupić saletrę potasową (KNO3), nadmanganian (KMnO4) lub jodek (KI) albo chlorek (KCl). Bardziej złożone związki też powinny się nadać, choć im bardziej skomplikowana budowa cząsteczki, tym słabszy wynik mierzony licznikiem Geigera - jak widać na poniższym filmie:

 Eksperyment jest łatwy do przeprowadzenia, nie trzeba mieć od razu licznika EKO-C, można użyć zwykłego Polarona lub ANRI Sosna - ważne, by miał zdejmowalną osłonę beta. Biełła czy Master-1 nie bardzo się nadadzą. Oczywiście, im większa ilość danej substancji, tym wyższy odczyt, naturalnie do pewnej granicy, ponieważ później dochodzi tłumienie w samym materiale. Krótko mówiąc, worek saletry da zdecydowanie wyższy  wynik niż talerzyk. Pamiętajmy też, by kupić saletrę POTASOWĄ, nie sodową ani amonową.
PS. powyższy eksperyment zapoczątkował moją przygodę z fizyką jądrową - zapraszam do pierwszej notki na blogu.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz

Jeśli znajdziesz błąd lub chcesz podzielić się opinią, zapraszam!