Radyoaktif bozunmalar sırasında atom çekirdeklerinin kütle ve atom numaralarında belirli değişiklikler meydana gelir. Bu değişiklikler, bozunma türüne göre farklılık gösterir.
Aşağıdaki radyoaktif bozunma türlerinden hangisi atomun kütle numarasında ($A$) bir değişikliğe neden olmazken, atom numarasında ($Z$) bir birimlik artışa neden olur?
A) Alfa ($ \alpha $) bozunması
B) Beta eksi ($ \beta^- $) bozunması
C) Beta artı ($ \beta^+ $) bozunması
D) Gama ($ \gamma $) bozunması
E) Elektron yakalama
Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için radyoaktif bozunma türlerini ve her birinin atom çekirdeğinin kütle numarası ($A$) ve atom numarası ($Z$) üzerindeki etkilerini hatırlamamız gerekiyor. Adım adım inceleyelim:
- Kütle Numarası ($A$): Bir atom çekirdeğindeki toplam proton ve nötron sayısını ifade eder.
- Atom Numarası ($Z$): Bir atom çekirdeğindeki proton sayısını ifade eder. Bu sayı, elementin kimliğini belirler.
Şimdi seçeneklerde verilen bozunma türlerini ve etkilerini tek tek gözden geçirelim:
- A) Alfa ($ \alpha $) bozunması:
- Bu bozunmada, çekirdekten bir alfa parçacığı ($ _2^4 \text{He} $) yayılır. Alfa parçacığı 2 proton ve 2 nötrondan oluşur.
- Sonuç olarak, atomun kütle numarası ($A$) 4 birim azalır ($A \rightarrow A-4$).
- Atom numarası ($Z$) ise 2 birim azalır ($Z \rightarrow Z-2$).
- Bu, sorudaki kriterlere uymuyor.
- B) Beta eksi ($ \beta^- $) bozunması:
- Bu bozunmada, çekirdekteki bir nötron bir protona dönüşür ve bir elektron ($_{-1}^0 e $) ile bir antinötrino yayılır.
- Nötron protona dönüştüğü için çekirdekteki toplam nükleon (proton + nötron) sayısı değişmez. Dolayısıyla, atomun kütle numarası ($A$) değişmez ($A \rightarrow A$).
- Ancak, bir nötron bir protona dönüştüğü için proton sayısı bir birim artar. Bu da atom numarasının ($Z$) bir birim artmasına neden olur ($Z \rightarrow Z+1$).
- Bu bozunma, sorudaki her iki kriteri de tam olarak karşılamaktadır: kütle numarasında değişiklik yok, atom numarasında bir birim artış var.
- C) Beta artı ($ \beta^+ $) bozunması:
- Bu bozunmada, çekirdekteki bir proton bir nötrona dönüşür ve bir pozitron ($_{+1}^0 e $) ile bir nötrino yayılır.
- Proton nötrona dönüştüğü için çekirdekteki toplam nükleon sayısı değişmez. Dolayısıyla, atomun kütle numarası ($A$) değişmez ($A \rightarrow A$).
- Ancak, bir proton bir nötrona dönüştüğü için proton sayısı bir birim azalır. Bu da atom numarasının ($Z$) bir birim azalmasına neden olur ($Z \rightarrow Z-1$).
- Bu, sorudaki "atom numarasında bir birimlik artış" kriterine uymuyor.
- D) Gama ($ \gamma $) bozunması:
- Bu bozunmada, çekirdek uyarılmış halden daha düşük bir enerji seviyesine geçerken yüksek enerjili bir foton (gama ışını) yayar.
- Bu süreçte çekirdeğin proton veya nötron sayısında herhangi bir değişiklik olmaz.
- Dolayısıyla, atomun kütle numarası ($A$) değişmez ($A \rightarrow A$).
- Atom numarası ($Z$) de değişmez ($Z \rightarrow Z$).
- Bu, sorudaki "atom numarasında bir birimlik artış" kriterine uymuyor.
- E) Elektron yakalama:
- Bu süreçte, çekirdek yörüngesindeki bir elektronu yakalar ve bu elektron çekirdekteki bir protonla birleşerek bir nötrona dönüşür. Bir nötrino yayılır.
- Proton nötrona dönüştüğü için çekirdekteki toplam nükleon sayısı değişmez. Dolayısıyla, atomun kütle numarası ($A$) değişmez ($A \rightarrow A$).
- Ancak, bir proton bir nötrona dönüştüğü için proton sayısı bir birim azalır. Bu da atom numarasının ($Z$) bir birim azalmasına neden olur ($Z \rightarrow Z-1$).
- Bu, sorudaki "atom numarasında bir birimlik artış" kriterine uymuyor.
Yukarıdaki analizlere göre, atomun kütle numarasında ($A$) bir değişikliğe neden olmazken, atom numarasında ($Z$) bir birimlik artışa neden olan bozunma türü Beta eksi ($ \beta^- $) bozunmasıdır.
Cevap B seçeneğidir.
