2024-01-31

Zielony Atom

Atomowe ciekawostki każdego dnia

Chcesz mieć w domu cer-136/138/142? To kup sobie elektrodę spawalniczą!

Jakiś czas temu opisywałem elektrody spawalnicze zawierające promieniotwórczy tor-232. Sprawcze mają do czynienia także z innymi radionuklidami – między innymi z izotopami ceru. Stanowią one domieszki do elektrod spawalniczych TIG z szarą końcówką.

W przyrodzie występują cztery izotopy ceru:

  • Cer-140 (88,45%) – stabilny
  • Cer-142 (11,11%) – promieniotwórczy, ulega podwójnemu rozpadowi beta minus
  • Cer-138 (0,25%) – promieniotwórczy, ulega podwójnemu wychwytowi elektronu
  • Cer-136 (0,19%) – promieniotwórczy, ulega podwójnemu wychwytowi elektronu

Procesy zachodzące w jądrach ceru są dość egzotyczne, więc w dzisiejszym poście napiszę coś na ich temat.

  1. Podwójny rozpad beta minus jest podobny do zwykłego rozpadu beta opisanego tutaj. Dwa neutrony przemieniają się w protony, emitując przy tym elektrony (oraz antyneutrina elektronowe). Ważne, że nie są to dwa rozpady beta następujące po sobie, ale zachodzące jednocześnie. Liczba protonów w jądrze rośnie o dwa, zatem jądro staje się innym pierwiastkiem chemicznym. W ten sposób cer-142 zmienia się w neodym-142.
  2. Podwójny wychwyt elektronu to jeszcze ciekawsza sprawa. Podczas wychwytu, jądro atomu pożera dwa elektrony, krążące dookoła niego. Łączą się one z dwoma protonami w jądrze, tworząc nowe neutrony (i emitując neutrina elektronowe). Podwójny wychwyt elektronu to dwa takie procesy zachodzące jednocześnie. W konsekwencji liczba protonów maleje o dwa. Cer-138 zmienia się w bar-138, a cer-136 w bar-136.

Aktywność elektrod spawalniczych jest niewielka i nie stanowi zagrożenia. Podczas spawania zdecydowanie większym zagrożeniem jest intensywne promieniowanie świetlne oraz UV.

Czy na sali jest jakiś spawacz? Używacie elektrod z cerem i torem? Teraz już wiecie, jak dużo jest w nich fizyki jądrowej J

* Uwaga 1 – twierdzenie, że neutron składa się z protonu i elektronu stanowi pewne uproszczenie, ale dzięki niemu nie trzeba wchodzić w kwarki.

* Uwaga 2 – elektrody widoczne na zdjęciu są pocięte na kawałki, aby uformowany z nich kwadrat odpowiadał powierzchni sensora w mierniku Radiascan 701A.

Więcej:

Elektrody spawalnicze z promieniotwórczym cerem
Elektrody spawalnicze z promieniotwórczym cerem
Promieniowanie z elektrod spawalniczych
Promieniowanie z elektrod spawalniczych