Ja, in unserem Körper treten ständig Kernreaktionen auf, aber im Vergleich zu chemischen Reaktionen gibt es nur sehr wenige, und sie wirken sich nicht stark auf unseren Körper aus. Alle physischen Objekte bestehen aus Molekülen. Ein Molekül ist eine Reihe von Atomen, die durch chemische (elektromagnetische) Bindungen miteinander verbunden sind.
In jedem Atom befindet sich ein Kern, eine Ansammlung von Protonen und Neutronen, die durch Kernbindungen miteinander verbunden sind. Chemische Reaktionen sind die Erzeugung, das Aufbrechen und die Umlagerung von Bindungen zwischen Atomen in Molekülen. Chemische Reaktionen verändern die Kernstruktur von Atomen nicht.
Im Gegensatz dazu beinhalten Kernreaktionen die Transformation von Atomkernen. Die meisten Prozesse, die uns im Alltag umgeben, sind chemische Reaktionen, keine Kernreaktionen. Alle physikalischen Prozesse, die stattfinden, um das Leben des menschlichen Körpers zu unterstützen (Sauerstoff abfangen, Zucker verbrennen, DNA aufbauen usw.), sind chemische Prozesse, keine nuklearen.
Kernreaktionen treten im menschlichen Körper auf, aber der Körper nutzt sie nicht. Kernreaktionen im Körper können zu chemischen Schäden führen, die der Körper bemerken und zu reparieren versuchen kann.
Es gibt drei Haupttypen von Kernreaktionen:
Kernfusion: Dies ist die Fusion von zwei kleinen Atomkernen zu einem Kern.
Kernspaltung: Dies ist die Aufspaltung eines großen Atomkerns in kleinere Fragmente.
Radioaktiver Zerfall: Dies ist ein Wechsel von einem weniger stabilen Kern zu einem stabileren Kern.
Beachten Sie, dass sich Kernspaltung und radioaktiver Zerfall leicht überlappen. Einige Arten des radioaktiven Zerfalls beinhalten das „Ausspucken“ von Kernabfällen und können daher als eine Art Spaltung angesehen werden. Für die Zwecke dieses Artikels bezieht sich "Spaltung" auf großräumige Kernfragmentierungsereignisse, die eindeutig nicht als radioaktiver Zerfall eingestuft werden können.
Die Kernfusion erfordert zum Starten hohe Energie. Aus diesem Grund tritt die Kernfusion nur in Sternen, in Supernovae, in thermonuklearen Bomben, in experimentellen Kernfusionsreaktoren, beim Einfluss kosmischer Strahlung und in Teilchenbeschleunigern auf. Ebenso erfordert die Kernspaltung hohe Energie oder eine große Masse schwerer radioaktiver Elemente.
Aus diesem Grund tritt eine signifikante Kernspaltung nur in Supernovae, in Kernspaltungsbomben, in Kernspaltungsreaktoren, bei Einschlägen auf kosmische Strahlung, in Teilchenbeschleunigern und in einigen natürlichen Erzvorkommen auf. Im Gegensatz dazu tritt der radioaktive Zerfall bei instabilen Kernen automatisch auf und ist daher viel häufiger.
Jedes Atom hat je nach Größe und Verhältnis von Protonen zu Neutronen entweder einen stabilen oder einen instabilen Kern. Kerne, die zu viele Neutronen, zu wenige Neutronen oder einfach zu groß enthalten, sind instabil.
Letztendlich werden sie durch radioaktiven Zerfall stabil. Überall dort, wo es Atome mit instabilen Kernen (radioaktiven Atomen) gibt, treten natürlich Kernreaktionen auf. Interessanterweise gibt es überall kleine Mengen radioaktiver Atome: auf Ihrem Stuhl, im Boden, in der Nahrung, die Sie essen, und in Ihrem Körper.
Radioaktiver Zerfall erzeugt energiereiche Strahlung, die Ihren Körper schädigen kann. Glücklicherweise verfügen menschliche Körper über Mechanismen zur Reparatur von Schäden, die durch Radioaktivität und energiereiche Strahlung verursacht werden, bevor sie schwerwiegend werden.
Für einen normalen Menschen, der ein normales Leben führt, ist die Menge an Radioaktivität in seinem Körper so gering, dass es für den Körper nicht schwierig ist, alle Schäden zu reparieren. Ein Problem kann auftreten, wenn der Grad der Radioaktivität (die Anzahl der Kernreaktionen im und um den Körper) zu hoch wird, als dass der Körper mit Reparaturen Schritt halten könnte.
In solchen Fällen leidet das Opfer an Verbrennungen, Krankheiten, Krebs und sogar am Tod. Die Exposition gegenüber gefährlich hohen Radioaktivitätsniveaus ist selten und kann normalerweise durch staatliche Regulierung, Schulung und Ausbildung vermieden werden. Häufige Ursachen für die Exposition des Menschen gegenüber hoher Radioaktivität sind:
Natürliches Radon im Boden. Alle Formen (Isotope) des Elements Radon sind radioaktiv. Radontests in Privathaushalten sind zum Standard geworden, um eine Überbelichtung zu verhindern.
Mitarbeiter, die in Kernreaktoren oder Atomwaffenanlagen arbeiten. Strenge Vorschriften und persönliche Strahlungsdetektoren verhindern eine Überbelichtung. Die Menschen sind zu nahe an Atomwaffen, wenn sie getestet werden.
Menschen, die in der Nähe eines Kernkraftwerks leben, wenn es eine Atomkatastrophe durchmacht.
Medizinische Behandlung, bei der eine kontrollierte Methode der Radioaktivität zur Bekämpfung von Krankheiten angewendet wird.
Beachten Sie, dass bei einem medizinischen Scan, bei dem ein Getränk oder eine Injektion eines radioaktiven Tracers erforderlich ist, Ihr Körper zwar mehr Kernreaktionen als normal aufweist, der Spiegel jedoch immer noch niedrig genug ist, um nicht gefährlich zu sein, und daher nicht in diesen eingeschlossen wurde aufführen.
In jedem Menschen reichern sich ständig geringe Mengen radioaktiver Atome an. Zu den Möglichkeiten, radioaktive Atome in unserem Körper zu erhalten, gehören: Essen von Lebensmitteln, die auf natürliche Weise geringe Mengen radioaktiver Isotope enthalten, Einatmen von Luft, die auf natürliche Weise geringe Mengen radioaktiver Isotope enthält, und Beschuss mit kosmischen Strahlen, die radioaktive Atome in unserem Körper erzeugen.
Die häufigsten natürlich vorkommenden radioaktiven Isotope im menschlichen Körper sind Kohlenstoff-14 und Kalium-40. Chemisch verhalten sich diese Isotope genau wie stabiler Kohlenstoff und Kalium. Aus diesem Grund verwendet der Körper Kohlenstoff-14 und Kalium-40 auf die gleiche Weise wie normaler Kohlenstoff und Kalium. Einbetten in verschiedene Teile der Zellen, ohne zu wissen, dass sie radioaktiv sind.
Im Laufe der Zeit zerfallen Kohlenstoff-14-Atome in stabile Stickstoffatome und Kalium-40-Atome in stabile Calciumatome. Chemikalien im Körper, die auf das Vorhandensein eines Kohlenstoff-14- oder Kalium-40-Atoms an einem bestimmten Ort angewiesen sind, haben plötzlich ein Stickstoff- oder Calciumatom. Diese Änderung beschädigt die Chemikalie. Normalerweise sind diese Veränderungen so selten, dass der Körper Schäden reparieren oder beschädigte Chemikalien herausfiltern kann.
Während Kalium-39 und Kalium-41 stabile Kerne aufweisen, ist Kalium-40 radioaktiv. Dies bedeutet, dass wir beim Verzehr einer Banane messbare Mengen an radioaktivem Kalium-40 erhalten.
Wie viele?
Der natürliche Gehalt an Kalium-40 beträgt nur 0,012% oder etwa 1 Atom von 10.000. Eine typische Banane enthält etwa 300 mg Kalium. Daher nehmen wir für jede Banane, die wir essen, ungefähr 0,036 mg radioaktives Kalium-40 auf.
Das natürliche Auftreten des Zerfalls von Kohlenstoff-14 im Körper ist das Grundprinzip der Kohlenstoffdatierung. Solange eine Person lebt und noch isst, wird jeder Kohlenstoff-14, der in ein Stickstoffatom zerfällt, im Durchschnitt durch ein neues Kohlenstoff-14-Atom ersetzt.
Aber sobald ein Mensch stirbt, hört er auf, zerfallende Kohlenstoff-14-Atome zu ersetzen. Langsam zerfallen Kohlenstoff-14-Atome ersatzlos in Stickstoff, so dass immer weniger Kohlenstoff-14 im toten Körper verbleibt. Die Zerfallsrate von Kohlenstoff-14 ist konstant und bekannt. Durch Messung der relativen Menge an Kohlenstoff-14 im Knochen können Archäologen das Todesdatum einer Person berechnen.
Alle lebenden Organismen verbrauchen Kohlenstoff, so dass die Kohlenstoffdatierung verwendet werden kann, um das Alter eines lebenden Organismus und eines aus einem lebenden Organismus geschaffenen Objekts zu bestimmen. Knochen, Holz, Leder und sogar Papier können genau datiert werden, wie sie zum ersten Mal in den letzten 60.000 Jahren existierten. Dies alles ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass Kernreaktionen in lebenden Organismen auf natürliche Weise ablaufen.
2021-05-19 05:22:19
Autor: Vitalii Babkin