Ydinilmiöt

Ydinilmiöt tarkoittavat ilmiöitä, jotka liittyvät ydinhiukkasten käyttäytymiseen, radioaktiivisuuteen ja ydinreaktioihin. Niihin kuuluvat radioaktiivinen hajoaminen, fissioreaktiot ja fuusio sekä erilaisten ionisoivan säteilyn muotojen synty. Nämä ilmiöt esiintyvät luonnossa sekä ihmissuunnitelmissa järjestelmissä, kuten ydinvoimaloissa, tutkimuslaitteissa ja lääketieteellisessä diagnostiikassa.

Radioaktiivinen hajoaminen on epästabiilien ydinparien luontaista muuntumista toisiin ytimeen, vapauttaen alfa-, beeta- tai gamma-säteilyä sekä energiaa. Hajoamisnopeutta kuvaa puoliintumisaika. Ionisaatio muuttaa aineen rakennetta ja voi aiheuttaa biologisia vaurioita; siksi hajoamista seurataan ja hallitaan turvallisesti.

Fissio on raskaan ytimen jakautuminen kahdeksi kevyemmäksi ytimeksi, vapauttaen energiaa ja usein neutronin. Ketjureaktio mahdollistaa suurten energioiden vapautumisen, esimerkiksi ydinvoimaloissa. Fuusio puolestaan yhdistää kevyet ytimet suuremmaksi ytimeksi ja vapauttaa paljon energiaa; se on tähtien energian lähde ja tavoite turvallisessa soveltamisessa. Molemmat ilmiöt liittyvät ydinreaktioihin ja säteilyyn.

Säteilyyn liittyvän mittauksen ja turvallisuuden keskiössä ovat Geiger-Müller -mittarit, scintillointidetektorit ja dosimetrit. Säteilyturvallisuus perustuu altistumisen rajoittamiseen, suojaukseen sekä etäisyyden ja ajan kontrollointiin. Lähteet käsitellään määräysten mukaan ja niiden vaikutuksia valvotaan.

Sovelluksia ovat ydinenergia, lääketiede (sädehoidot, kuvantaminen) sekä tieteellinen tutkimus ja diagnostiikka. Luonto ja kosmisen säteilyn vaikutukset ovat osa ympäristöämme. Ydinilmiöiden tutkimus parantaa turvallisuutta, energiajärjestelmiä ja lääketieteen keinoja.