Відповідь з радіоактивності
Радіоактивність - явища мимовільного перетворення нестійких ядер на стійкі, що супроводжують випромінюванням частинок та випромінюванням енергії. Навесні 1896 року французький фізик А.Беккерель зробив ряд повідомлень про виявлення ним нового виду випромінювання (згодом назване радіоактивним), яке випускається солями урану. Гіпотеза, що призвела до відкриття радіоактивності, виникла у Беккереля під впливом досліджень Рентгена. Оскільки при генерації Х-променів спостерігалася фосфоресценція скляних стінок рентгенівської трубки, Беккерель припустив, що фосфоресцентне світіння супроводжується випромінюванням рентгенівського випромінювання. Для перевірки цього припущення він помістив різні фосфоресційні речовини на загорнуті в чорний папір фотопластинки і отримав несподіваний результат: засвіченою виявилася єдина платівка, з якою торкався кристал солі урану. Численні контрольні досліди показали, що причиною засвічення стала не фосфоресценція, а саме уран, у якому б хімічному з'єднанні він не знаходився.
Випромінювання радіоактивних речовин.Природні радіоактивні елементи випромінюють три види випромінювань: альфа, бета і гама. У 1899 Резерфорд ідентифікував альфа-і бета-випромінювання; через рік П.Війар відкрив гамма-випромінювання.Альфа-випромінювання
У повітрі при атмосферному тиску альфа-випромінювання долає лише невелику відстань, як правило, від 2,5 до 7,5 см. В умовах вакууму електричне та магнітне поля помітно відхиляють його від початкової траєкторії. Напрямок та величина відхилень вказують на те, що альфа-випромінювання – це потік позитивно заряджених частинок, для яких відношення заряду до маси (e/m) точно відповідає двічі іонізованому атому гелію (He++). Ці дані та результатиСпектроскопічні дослідження зібраних альфа-часток дозволили Резерфорду зробити висновок про те, що вони є ядрами атома гелію. Альфа-розпад являє собою мимовільне перетворення ядер, що супроводжується випромінюванням двох протонів і двох нейтронів, що утворюють ядро. В результаті a-розпаду заряд ядра зменшується на 2, а масове число на 4 одиниці, наприклад:
.
Це випромінювання має більшу проникаючу здатність, ніж альфа-випромінювання. Як і альфа-випромінювання, воно відхиляється в магнітному та електричному полях, але в протилежний бік і на більшу відстань. Це свідчить про те, що бета-випромінювання є потоком негативно заряджених частинок малої маси. Щодо заряду до маси e/m Резерфорд ідентифікував бета-частинки як звичайні електрони. Бета-розпад є мимовільним взаємним перетворенням протонів і нейтронів, що відбувається всередині ядра і супроводжується випромінюванням або поглинанням електронів (е - ) або позитронів (е + ), нейтрино (ne) або антинейтрино ( ).
1) Електронний b - -розпад: n ® р + е - +; наприклад,
.вуглець С, азотN
2) Позитронний b + -розпад: p ®; наприклад,
( ).
3) Електронний захоплення: p ®; наприклад,
( ).берилійВе,літійLi
Гамма-випромінювання проникає в речовину набагато глибше, ніж альфа-і бета-випромінювання. Воно не відхиляється в магнітному полі і, отже, немає електричного заряду. Гамма-промені були ідентифіковані як жорстке (тобто має дуже високу енергію) електромагнітне випромінювання. Поділ радіоактивного випромінювання в магнітному полі на альфа-, бета-і гамма-промені схематично показано на малюнку.
Види радіоактивних випромінювань:Естісня радіоактивністьіснує мільярди років, вонаприсутній буквально всюди. Іонізуючі випромінювання існували Землі задовго до зародження у ньому життя і були присутні у космосі до самої Землі. Радіоактивні матеріали увійшли до складу Землі від її народження.
2.Радон: Основним джерелом цього радіоактивного інертного газу є земна кора. Проникаючи через тріщини та щілини у фундаменті, підлозі та стінах, радон затримується у приміщеннях. При тривалому надходженні радону та його продуктів в організм людини багаторазово зростає ризик виникнення раку легенів. Порівняти потужність випромінювання різних джерел радону допоможе наступна діаграма.
Закон радіоактивного розпаду
Закон радіоактивного розпаду— закон, відкритий Фредеріком Содді та Ернестом Резерфордом експериментальним шляхом та сформульований у 1903 році. Сучасне формулювання закону:
,
що означає, що число розпадів за інтервал часу в довільній речовині пропорційно числу наявних у зразках.
У цьому математичному вираженні - постійна розпаду, яка характеризує ймовірність радіоактивного розпаду за одиницю часу і має розмірність з -1. Знак мінус вказує на зменшення кількості радіоактивних ядер з часом.
Цей закон вважається основним законом радіоактивності, з нього було вилучено кілька важливих наслідків, серед яких формулювання характеристик розпаду -середнєчас життяатомата період напіврозпаду
Властивостірадіоактивних випромінювань:
Іонізують повітря; (ІОНІЗАЦІЯ ПОВІТРЯ — процес перетворення нейтральних атомів і молекул повітряного середовища на електрично заряджені частинки (іони))
Діють на фотопластинку;
Викликають свічення деяких речовин;
Проникають через тонкі металеві пластинки;
Інтенсивність випромінювання пропорційна
Інтенсивність випромінювання залежить від зовнішніх чинників (тиск, температура, освітленість, електричні розряди).
Медицина, Наукові дослідження.
Камера Вільсона(вона жтуманна камера) - один із перших в історії приладів для реєстрації слідів (треків) заряджених частинок. Камера Вільсона є ємністю зі скляною кришкою і поршнем в нижній частині, заповнена насиченими парами води, спирту або ефіру. Пари ретельно очищені від пилу, щоб до прольоту частинок молекул води не було центрів конденсації. Коли поршень опускається, за рахунок адіабатичного розширення пари охолоджуються і стають перенасиченими. Заряджена частка, проходячи крізь камеру, залишає на своєму шляху ланцюжок іонів. Пара конденсується на іонах, роблячи видимим слід частки.
Принцип дії камери використовує явище конденсації перенасиченої пари: при появі в середовищі перенасиченої пари будь-яких центрів конденсації (зокрема, іонів, що супроводжують слід швидкої зарядженої частки) на них утворюються дрібні краплі рідини. Ці краплі досягають значних розмірів і можуть бути сфотографовані. Джерело досліджуваних частинок може розташовуватися або всередині камери, або поза нею (у разі частинки залітають через прозоре їм вікно).
Від джерела радіації захищаються часом, відстанню та речовиною.Часом-внаслідок того, що чим менший час перебування поблизу джерела радіації, тим менша отримана від нього доза опромінення.Відстань- завдяки тому, що випромінювання зменшується з віддаленням від компактного джерела (пропорційно квадрату відстані). Якщо з відривом 1 метр від джерела радіації дозиметр фіксує 1000 мкР/год, то вже з відривом 5 метрів показання знизяться приблизно до 40 мкР/год.Речовою- необхідно прагнути, щоб між Вами та джерелом радіації виявилося якомога більше речовини: чим його більше і чим воно щільніше, тим більшу частину радіації воно поглине.