Реферат: Радиация, использование и проблемы. Применение радиоактивных изотопов

Использование радиоактивных изотопов в технике

Понятие радиоактивных изотопов. Способ получения элементов путем облучения их нейтронами в ядерном реакторе. Естественные радиоактивные семейства. Исследование обмена веществ в организмах с помощью «меченых атомов». Сущность метода гамма-дефектоскопии.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное автономное образовательное учреждение

среднего профессионального образования —

Новокуйбышевский государственный гуманитарно-технологический колледж

Реферат


по дисциплине: «Химия»


тема: «Использование радиоактивных изотопов в технике»


Гражданкина Дарья Игоревна


студентки 1 курса группы 16


Содержание

1. Что такое изотопы и их получение

2. Применение радиоактивных изотопов в технике

радиоактивный изотоп атом дефектоскопия

1. Что такое изотопы?

Изотопы — это разновидности любого химического элемента периодической системы Д.И. Менделеева, обладающие разным атомным весом. Различные изотопы любого химического элемента имеют одно и то же число протонов в ядре и такое же число электронов на оболочках атома, имеют одинаковый атомный номер и занимают определенные, свойственные данному химическому элементу, места в таблице Д.И. Менделеева. Различие в атомном весе у изотопов объясняется тем, что ядра их атомов содержат разное число нейтронов.

Изотопы радиоактивные — изотопы любого элемента периодической системы Д. И. Менделеева, атомы которых имеют неустойчивые ядра и переходят в устойчивое состояние путем радиоактивного распада сопровождающегося излучением. У элементов с порядковым номером больше 82 все изотопы радиоактивны и распадаются путем альфа- или бета-распада. Это — так называемые естественные радиоактивные изотопы, встречающиеся обычно в природе. Атомы, образующиеся при распаде этих элементов, если у них порядковый номер выше 82, в свою очередь подвергаются радиоактивному распаду, продукты которого также могут быть радиоактивны. Получается как бы последовательная цепочка, или так называемое семейство радиоактивных изотопов. Известно три естественных радиоактивных семейства, называемых по первому элементу ряда семействами урана, тория и актиноурана (или актиния). К семейству урана относятся радий и радон. Последний элемент каждого ряда превращается в результате распада в один из устойчивых изотопов свинца с порядковым номером 82. Кроме этих семейств, известны отдельные естественные радиоактивные изотопы элементов с порядковыми номерами меньше 82. Это калий-40 и некоторые другие. Из них важен калий-40, так как он содержится в любом живом организме.

Радиоактивные изотопы всех химических элементов можно получить искусственным путем.

Существует несколько способов их получения. Радиоактивные изотопы таких элементов, как стронций, йод, бром и другие, занимающих средние места в периодической системе, являются продуктами деления ядра урана. Из смеси таких продуктов, полученных в ядерном реакторе, их выделяют, пользуясь радиохимическими и другими методами. Радиоактивные изотопы почти всех элементов могут быть получены на ускорителе заряженных частиц путем бомбардировки определенных устойчивых атомов протонами или дейтронами. Распространен способ получения радиоактивных изотопов из устойчивых изотопов того же элемента путем облучения их нейтронами в ядерном реакторе. Способ основан на так называемой реакции радиационного захвата. Если вещество облучают нейтронами, последние, не имея заряда, могут беспрепятственно приблизиться к ядру атома и как бы «прилипнуть» к нему, образовав новое ядро того же элемента, но с одним лишним нейтроном. При этом выделяется определенное количество энергии в виде гамма- излучения, почему процесс и называется радиационным захватом. Ядра с избытком нейтронов неустойчивы, поэтому полученный изотоп радиоактивен. За редкими исключениями, таким путем можно получить радиоактивные изотопы любого элемента.

При распаде изотопа может образоваться изотоп, также радиоактивный. Например, стронций-90 превращается в иттрий-90, барий-140 — в лантан-140 и т. п.

Искусственным путем были получены не известные в природе трансурановые элементы с порядковым номером больше 92 (нептуний, плутоний, америций, кюрий и т. д.), все изотопы которых радиоактивны. Один из них дает начало еще одному радиоактивному семейству — семейству нептуния.

При работе реакторов и ускорителей радиоактивные изотопы образуются в материалах и деталях этих установок и окружающего оборудования. Эта «наведенная активность», сохраняющаяся более или менее долгое время после прекращения работы установок, представляет нежелательный источник излучения. Наведенная активность возникает и в живом организме, подвергавшемся воздействию нейтронов, например при аварии или при атомном взрыве.

Активность радиоактивных изотопов измеряется в единицах кюри или производных от нее — милликюри и микрокюри.

По химическим и физико-химическим свойствам радиоактивные изотопы практически не отличаются от природных элементов; их примесь к какому-либо веществу не меняет его поведения в живом организме.

Можно такими мечеными атомами заменять устойчивые изотопы в различных химических соединениях. Свойства последних от этого не изменятся, и, если ввести их в организм, они будут вести себя как обычные, немеченные вещества. Однако благодаря излучению легко обнаруживать их присутствие в крови, тканях, клетках и т. п. Радиоактивные изотопы в этих веществах служат, таким образом, показателями, или индикаторами, распределения и судьбы введенных в организм веществ. Поэтому их называют «радиоактивными индикаторами». Синтезировано множество неорганических и органических соединений, меченных различными радиоактивными изотопами, для радиоизотопной диагностики и для различных экспериментальных исследований.

2. Применение радиоактивных изотопов в технике

Одним из наиболее выдающихся исследований, проведенных с помощью «меченых атомов», явилось исследование обмена веществ в организмах. Было доказано, что за сравнительно небольшое время организм подвергается почти полному обновлению. Слагающие его атомы заменяются новыми. Лишь железо, как показали опыты по изотопному исследованию крови, является исключением из этого правила. Железо входит в состав гемоглобина красных кровяных шариков. При введении в пищу радиоактивных атомов железа было установлено, что свободный кислород, выделяемый при фотосинтезе, первоначально входил в состав воды, а не углекислого газа. Обширна область применения радиоактивных изотопов в промышленности. Одним из примеров этого может служить следующий способ контроля износа поршневых колец в двигателях внутреннего сгорания. Облучая поршневое кольцо нейтронами, вызывают в нем ядерные реакции и делают его радиоактивным. При работе двигателя частички материала кольца попадают в смазочное масло. Исследуя уровень радиоактивности масла после определенного времени работы двигателя, определяют износ кольца. Радиоактивные изотопы позволяют судить о диффузии металлов, процессах в доменных печах и т. д.

Читать еще:  Как проклятье сделать на человека. Проклятие: как наслать проклятие на человека

Мощное гамма-излучение радиоактивных препаратов используют для исследования внутренней структуры металлических отливок с целью обнаружения в них дефектов.

Радиоактивные изотопы, испускающие гамма-лучи могут применяться вместо громоздких рентгеновских установок для просвечивания изделий, так как свойства гамма-лучей сходны со свойствами рентгеновских лучей. По одну сторону проверяемого изделия помещают источник гамма-лучей, а по другую — фотопленку. Такой метод проверки называют гамма-дефектоскопией. Таким способом в настоящее время проверяется черное и цветное литье, готовые изделия (стальные изделия толщиной до 300мм) и качество сварных швов. С помощью радиоактивных изотопов легко на ходу и без соприкосновения измерить толщину металлической ленты или прокатываемых листов металла и автоматически поддерживать толщину постоянной. Под движущейся лентой, выбегающей из-под вальцов машины, помещают источник бета-частиц. Изменение толщины ленты ведет, следовательно, к изменению тока в счетчике. Этот ток усиливается и направляется либо в измерительный прибор, либо в автомат, который мгновенно сблизит или, наоборот, раздвинет вальцы. Приборы подобного типа используются также в бумажной, резиновой и кожевенной промышленности. Созданы радиоизотопные источники электрической энергии. Они используют тепло, выделяемое в образце, поглощающем излучение. С помощью термоэлементов это тепло превращается в электрический ток. Источник весом в несколько килограммов обеспечивает мощность в несколько десятков ватт в течение 10 лет бесперебойной работы. Такие источники используются для питания автоматических маяков и автоматических метеостанций, работающих в труднодоступных районах. Более мощные источники были установлены на советских луноходах, запущенных на Луну. Они надежно работали при температурах от -140 до +120.

Одним из наиболее выдающихся исследований, проведенных с помощью «меченых атомов», явилось исследование обмена веществ в организмах. Было доказано, что за сравнительно небольшое время организм подвергается почти полному обновлению. Слагающие его атомы заменяются новыми. Лишь железо, как показали опыты по изотопному исследованию крови, является исключением из этого правила. Железо входит в состав гемоглобина красных кровяных шариков. При введении в пищу радиоактивных атомов железа было установлено, что свободный кислород, выделяемый при фотосинтезе, первоначально входил в состав воды, а не углекислого газа. Радиоактивные изотопы применяются в медицине как для постановки диагноза, так и для терапевтических целей. Радиоактивный натрий, вводимый в небольших количествах в кровь, используется для исследования кровообращения, йод интенсивно отлагается в щитовидной железе, особенно при базедовой болезни. Наблюдая с помощью счетчика за отложением радиоактивного йода, можно быстро поставить диагноз. Большие дозы радиоактивного йода вызывают частичное разрушение аномально развивающихся тканей, и поэтому радиоактивный йод используют для лечения базедовой болезни. Интенсивное гамма-излучение кобальта используется при лечении раковых заболеваний (кобальтовая пушка).

Список использованной литературы

1. Гайсинский М.Н., Ядерная химия и ее приложения, пер. с франц., М., 1961

2. Экспериментальная ядерная физика, под ред. Э. Сегре, пер. с англ., т. 3, М., 1961; Средства сети INTERNET

Реферат: Радиация, использование и проблемы. Применение радиоактивных изотопов

«Физика — 11 класс»

В атомной индустрии всевозрастающую ценность для человечества представляют радиоактивные изотопы.

Элементы, не существующие в природе

С помощью ядерных реакций можно получить радиоактивные изотопы всех химических элементов, встречающихся в природе только в стабильном состоянии.
Элементы под номерами 43, 61, 85 и 87 вообще не имеют стабильных изотопов и впервые получены искусственно.
Так, например, элемент с порядковым номером Z = 43, названный технецием, имеет самый долгоживущий изотоп с периодом полураспада около миллиона лет.

С помощью ядерных реакций получены также трансурановые элементы.
О нептунии и плутонии вы уже знаете.
Кроме них, получены еще следующие элементы: америций (Z = 95), кюрий (Z = 96), берклий (Z = 97), калифорний (Z = 98), эйнштейний (Z = 99), фермий (Z = 100), менделевий (Z = 101), нобелий (Z = 102), лоуренсий (Z = 103), резерфордий (Z = 104), дубний (Z = 105), сиборгий (Z = 106), борий (Z = 107), хассий (Z = 108), мейтнерий (Z = 109), а также элементы под номерами 110, 111 и 112, не имеющие пока общепризнанных названий.
Элементы, начиная с номера 104, впервые синтезированы либо в подмосковной Дубне, либо в Германии.

Меченые атомы

В настоящее время как в науке, так и в производстве все более широко используются радиоактивные изотопы различных химических элементов.
Наибольшее применение имеет метод меченых атомов.

Метод основан на том, что химические свойства радиоактивных изотопов не отличаются от свойств нерадиоактивных изотопов тех же элементов.

Обнаружить радиоактивные изотопы можно очень просто — по их излучению.
Радиоактивность является своеобразной меткой, с помощью которой можно проследить за поведением элемента при различных химических реакциях и физических превращениях веществ.
Метод меченых атомов стал одним из наиболее действенных методов при решении многочисленных проблем биологии, физиологии, медицины и т. д.

Радиоактивные изотопы — источники излучений

Радиоактивные изотопы широко применяются в науке, медицине и технике как компактные источники γ-лучей.
Главным образом используется радиоактивный кобальт

Получение радиоактивных изотопов

Получают радиоактивные изотопы в атомных реакторах и на ускорителях элементарных частиц.
В настоящее время производством изотопов занята большая отрасль промышленности.

Радиоактивные изотопы в биологии и медицине

Одним из наиболее выдающихся исследований, проведенных с помощью меченых атомов, явилось исследование обмена веществ в организмах.
Было доказано, что за сравнительно небольшое время организм подвергается почти полному обновлению.
Слагающие его атомы заменяются новыми.

Лишь железо, как показали опыты по изотопному исследованию крови, является исключением из этого правила.
Железо входит в состав гемоглобина красных кровяных шариков.
При введении в пищу радиоактивных атомов железа было обнаружено, что они почти не поступают в кровь.
Только в том случае, когда запасы железа в организме иссякают, железо начинает усваиваться организмом.

Если не существует достаточно долго живущих радиоактивных изотопов, как, например, у кислорода и азота, меняют изотопный состав стабильных элементов.
Так, добавлением к кислороду избытка изотопа было установлено, что свободный кислород, выделяющийся при фотосинтезе, первоначально входил в состав воды, а не углекислого газа.

Радиоактивные изотопы применяются в медицине как для постановки диагноза, так и для терапевтических целей.

Радиоактивный натрий, вводимый в небольших количествах в кровь, используется для исследования кровообращения.

Иод интенсивно отлагается в щитовидной железе, особенно при базедовой болезни.
Наблюдая с помощью счетчика за отложением радиоактивного иода, можно быстро поставить диагноз.
Большие дозы радиоактивного иода вызывают частичное разрушение аномально развивающихся тканей, и поэтому радиоактивный иод используют для лечения базедовой болезни.

Интенсивное γ-излучение кобальта используется при лечении раковых заболеваний (кобальтовая пушка).

Радиоактивные изотопы в промышленности

Не менее обширна область применения радиоактивных изотопов в промышленности.
Одним из примеров может служить способ контроля износа поршневых колец в двигателях внутреннего сгорания.
Облучая поршневое кольцо нейтронами, вызывают в нем ядерные реакции и делают его радиоактивным.
При работе двигателя частички материала кольца попадают в смазочное масло.
Исследуя уровень радиоактивности масла после определенного времени работы двигателя, определяют износ кольца.

Читать еще:  Правило чив лив в прилагательных. Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и на обработку персональных данных

Радиоактивные изотопы позволяют судить о диффузии металлов, процессах в доменных печах и т. д.
Мощное γ-излучение радиоактивных препаратов используют для исследования внутренней структуры металлических отливок с целью обнаружения в них дефектов.

Радиоактивные изотопы в сельском хозяйстве

Все более широкое применение получают радиоактивные изотопы в сельском хозяйстве.
Облучение семян растений (хлопчатника, капусты, редиса и др.) небольшими дозами γ-лучей от радиоактивных препаратов приводит к заметному повышению урожайности.

Большие дозы радиации вызывают мутации у растений и микроорганизмов, что в отдельных случаях приводит к появлению мутантов с новыми ценными свойствами (радиоселекция).
Так выведены ценные сорта пшеницы, фасоли и других культур, а также получены высокопродуктивные микроорганизмы, применяемые в производстве антибиотиков.
Гамма-излучение радиоактивных изотопов используется также для борьбы с вредными насекомыми и для консервации пищевых продуктов.

Широкое применение получили меченые атомы в агротехнике.
Например, чтобы выяснить, какое из фосфорных удобрений лучше усваивается растением, помечают различные удобрения радиоактивным фосфором
Исследуя затем растения на радиоактивность, можно определить количество усвоенного ими фосфора из разных сортов удобрения.

Радиоактивные изотопы в археологии

Интересное применение для определения возраста древних предметов органического происхождения (дерева, древесного угля, тканей и т. д.) получил метод радиоактивного углерода.
В растениях всегда имеется β-радиоактивный изотоп углерода с периодом полураспада Т = 5700 лет.
Он образуется в атмосфере Земли в небольшом количестве из азота под действием нейтронов.
Последние же возникают за счет ядерных реакций, вызванных быстрыми частицами, которые поступают в атмосферу из космоса (космические лучи).

Соединяясь с кислородом, этот изотоп углерода образует углекислый газ, поглощаемый растениями, а через них и животными.
Один грамм углерода из образцов молодого леса испускает около пятнадцати β-частиц в секунду.

После гибели организма пополнение его радиоактивным углеродом прекращается.
Имеющееся же количество этого изотопа убывает за счет радиоактивности.
Определяя процентное содержание радиоактивного углерода в органических остатках, можно определить их возраст, если он лежит в пределах от 1000 до 50 000 и даже до 100 000 лет.
Таким методом узнают возраст египетских мумий, остатков доисторических костров и т. д.

Радиоактивные изотопы широко применяются в биологии, медицине, промышленности, сельском хозяйстве и даже в археологии.

Источник: «Физика — 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Физика атомного ядра. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика

РЕФЕРАТ. «Явление радиоактивности»

Транскрипт

1 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В.ЛОМОНОСОВА» ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ РЕФЕРАТ «Явление радиоактивности» Выполнила студентка: 214 группы Илюшенко Юлия Константиновна Москва

2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ Явление радиоактивности Естественная и искусственная радиоактивность Характеристики радиоактивности. 6 1) α-распад. 6 2) β-распад. 7 3) γ-распад. 7 4) Спонтанное деление и двупротонная радиоактивность. 7 5) Закон радиоактивного распада. 8 ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 10 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3 ВВЕДЕНИЕ Современный мир и промышленность уже вряд ли смогут обойтись без атомной энергетики. Ядерные реакторы питают подводные лодки, обеспечивают электричеством целые города, а специальные источники энергии, основанные на радиоактивном распаде, устанавливают на искусственные спутники и роботов, которые изучают другие планеты. Радиоактивность была открыта в самом конце XIX века в 1896 году французским физиком А. Беккерелем. Большой вклад в изучение радиоактивных веществ внесли Пьер Кюри и Мария Склодовская Кюри. В июле 1898 года Кюри опубликовали статью «О радиоактивном веществе, содержащемся в урановой смоляной обманке», в которой сообщали об открытии одного из элементов, названного полонием. В декабре они объявили об открытии второго элемента, который назвали радием. Оба новые элементы были во много раз радиоактивнее, чем уран или торий, и составляли одну миллионную часть урановой смоляной обманки. Не имея лаборатории и работая в помещении институтской кладовки, а позже в сарае на улице Ломон в Париже, супруги Кюри в последующие четыре года (с 1898 по 1902 год) переработали восемь тонн уранинита, чтобы выделить из руды радий в достаточном для определения его атомного веса количестве [1]. Работая в примитивных и вредных условиях, они проводили операции химического разделения в огромных чанах в сарае, а все анализы в крохотной, бедно оснащенной лаборатории Муниципальной школы. 3

4 1. Явление радиоактивности. Радиоактивность была открыта в 1896 году французским физиком А. Беккерелем. Он занимался исследованием связи люминесценции и рентгеновских лучей. Беккерель взял несколько соединений, в том числе одну из солей урана, фосфоресцирующую жёлто-зелёным светом. Осветив её солнечным светом, он завернул соль в чёрную бумагу и положил в тёмном шкафу на фотопластинку, тоже завёрнутую в чёрную бумагу. Через некоторое время, проявив пластинку, Беккерель увидел изображение куска соли. Только рентгеновские лучи могли в этих условиях засветить пластинку. Беккерель повторил опыт несколько раз и с одинаковым успехом. 24 февраля 1896 года на заседании Французской академии наук он сделал сообщение «Об излучении, производимых фосфоресценцией». Но через несколько дней в интерпретацию полученных результатов были внесены корректировки. 26 и 27 февраля в лаборатории Беккереля был подготовлен очередной опыт с небольшими изменениями, из-за облачной погоды он был отложен. Не дождавшись хорошей погоды, 1 марта Беккерель проявил пластинку, на которой лежала урановая соль, так и не облучённую солнечным светом. Она не фосфоресцировала, но отпечаток на пластинке получился. 2 марта Беккерель доложил об этом открытии на заседании Парижской Академии наук, озаглавив свою работу «О невидимой радиации, производимой фосфоресцирующими телами». Беккерель установил, что интенсивность излучения определяется только количеством урана в препарате и совершенно не зависит от того, в какие соединения он входит. Таким образом, это свойство было присуще не соединениям, а химическому элементу урану. В 1898 г. Мария Кюри и Пьер Кюри обнаружили радиоактивность тория, позднее ими были открыты радиоактивные элементы полоний и радий. Они выяснили, что свойством естественной радиоактивности обладают все соединения урана и в наибольшей степени сам уран. Радиоактивность это свойство ядер определенных элементов самопроизвольно (т.е. без каких-либо внешних воздействий) превращаться в ядра других элементов с испусканием особого рода излучения, называемого радиоактивным излучением. На скорость течения радиоактивных превращений не оказывают никакого воздействия изменения температуры и давления, наличие электрического и магнитного полей, вид химического соединения данного радиоактивного элемента и его агрегатного состояния. 4

5 2. Естественная и искусственная радиоактивность. Естественной радиоактивностью называются радиоактивные явления, происходящие в природе. В земной коре естественно-радиоактивные элементы содержатся преимущественно в урановых рудах, и почти все они являются изотопами тяжелых элементов с атомным номером более 83. Ядра тяжелых элементов неустойчивы. Они претерпевают в ряде случаев многократные последовательные ядерные превращения. В результате возникает целая цепочка радиоактивных распадов, в которой изотопы оказываются генетически связанных между собой. Радиоактивным семейством называется цепочка, содержащая совокупность всех изотопов ряда элементов, возникающих в результате последовательных радиоактивных превращений из одного элемента. В настоящее время известно три естественно-радиоактивных семейства, включающих изотопы, присутствующие в настоящее время на Земле: а). урана-радия ( U-Ra) б). тория ( Th) в). актиния ( Ac) И один ряд, состоящий из ядер, радиоактивные изотопы которого успели распасться за время существования Земли: г). нептуния (!»#!» Np) Искусственной радиоактивностью называются аналогичные процессы, происходящие в искусственной среде. Явление искусственной радиоактивности открыто в 1934 г. супругами Жолио-Кюри, которые показали, что при бомбардировке альфа-частицами ядер легких элементов образуются другие элементы, являющиеся радиоактивными. Ядра стабильных элементов можно бомбардировать также нейтронами. В настоящее время известно свыше 900 радионуклидов, получаемых искусственным путем. Искусственные радионуклиды подразделяются на три группы: а). Радиоактивные продукты ядерного деления. Они возникают при реакциях деления ядер 235U, 238 U, 239Pu, которые происходят в результате действия на них нейтронов. б). Радиоактивные трансурановые элементы, возникающие в ядерноэнергетических установках и при ядерных взрывах в результате последовательных ядерных реакций с ядрами атомов делящегося вещества и последующего радиоактивного распада образующихся сверхтяжелых ядер. 5

Читать еще:  Почему Алексей Михайлович — тишайший. Алексей Михайлович Романов - «тишайший царь

6 в). Продукты наведенной радиоактивности, образующиеся в результате ядерных реакций элементарных частиц. Нейтроны, образующиеся при цепной реакции деления урана или плутония воздействуют на ядра стабильных элементов окружающей среды, превращая их в радиоактивные Оба вида радиоактивности подчиняются одним и тем же законам. 3. Характеристики радиоактивности. Радиоактивный распад возможен только тогда, когда он энергетически выгоден, т.е. сопровождается выделением энергии. Условием этого является превышение массы М исходного ядра суммы масс m i продуктов распада, т.е. неравенство: M > m i. Из около 3000 известных ядер (большинство из них получено искусственно) лишь 264 не являются радиоактивными. Основными видами радиоактивного распада являются альфа-распад, бетараспад, гамма-распад и спонтанное деление (распад ядра на два осколка сравнимой массы). 1). α-распад. Альфа-распадом называют самопроизвольный распад атомного ядра на дочернее ядро и α-частицу (ядро атома 4 He). Альфа-распад происходит в тяжёлых ядрах с массовым числом А 140. Внутри тяжёлых ядер за счёт свойства насыщения ядерных сил образуются обособленные α-частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов. Образовавшаяся α-частица подвержена большему действию кулоновских сил отталкивания от протонов ядра, чем отдельные протоны. Одновременно α- частица испытывает меньшее ядерное притяжение к нуклонам ядра, чем остальные нуклоны. Образовавшаяся альфа-частица на границе ядра отражается от потенциального барьера внутрь, однако она может преодолеть его и вылететь наружу. С уменьшением энергии альфа-частицы проницаемость потенциального барьера очень быстро (экспоненциально) уменьшается, поэтому время жизни ядер с меньшей доступной энергией альфа-распада при прочих равных условиях больше. α-распад:! X. Y +! He где A-атомная масса элемента, Z-зарядовое число элемента (Z равно числу протонов в элементе). α-распад обусловлен сильным взаимодействием. 6

7 2). β-распад. Бета-распад бывает трех видов:! a) β — распад:! X. Y + e! + ν!! b) β — распад:! X. Y + e! + ν! c) e захват. X + e. Y + ν! Главной особенностью β-распада является то, что он обусловлен слабым взаимодействием. Бета-распад — процесс не внутриядерный, а внутринуклонный. В ядре распадается одиночный нуклон. 3). γ-распад. Переход ядра из возбужденного состояния в основное состояние или в состояние с меньшей энергией возбуждения может происходить различными способами, в том числе путем испускания электромагнитного γ-излучения. Из этого следует, что γ-излучение это самопроизвольное коротковолновое электромагнитное излучение, испускаемое возбужденными атомными ядрами*. Переходы ядра из возбужденного состояния, сопровождающиеся испусканием γ-лучей, называются радиационными переходами. Радиационный переход может быть: однократным, когда ядро, испустив один квант, сразу переходит в основное состояние. каскадным, когда снятие возбуждения происходит в результате последовательного испускания нескольких γ-квантов. По своей физической природе γ-излучение представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение ядерного происхождения. Обычно при радиоактивном распаде ядер, энергия ядерных γ-квантов заключена в пределах примерно от 10 кэв до 5 МэВ, а при ядерных реакциях рождаются γ-кванты до 20 МэВ. Так как в γ-распаде не происходит рождения протона или нейтрона, то, в отличие от α- и β-распадов, каждый из которых является ядерным превращением, при γ-распаде ядерного превращения не происходит. γ-распад: X!! X!! + γ *Возбуждённые состояния ядер состояния, в которых энергия системы превышает наименьшее возможное значение энергии, которое называется основным состоянием. Возбуждённое состояние ядра является неустойчивым, и с течением времени ядро переходит в состояние с меньшей энергией возбуждения и в результате таких переходов оказывается в основном состоянии. 4). Спонтанное деление — деление ядра на осколки (чаще всего на два) сравнимых масс и зарядов: A, Z = A!, Z! + A!, Z! ; A = A! + A!, Z = Z! + Z! 7

8 Двупротонная радиоактивность: (A,Z) 2р + (A-2,Z-2). При протонной и двупротонной радиоактивности протоны проникают через кулоновский потенциальный барьер благодаря туннельному эффекту. Это явление наблюдается для нейтронодефицитных ядер с Z > T 2 (λ 1 > T 2 (λ 2 t >> 1) приближается к своему предельному значению: lim N! t =. N!» = const При t > 10T равенство выполняется уже с точностью около 0.1%. Обычно оно записывается в форме: λ 1 N 1 = λ 2 N 2 и носит название векового равновесия. 9

10 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Отметим, что радиоактивны все химические элементы с порядковым номером, большим 82 (то есть начиная с висмута), и некоторые более лёгкие элементы (прометий и технеций не имеют стабильных изотопов, а у некоторых элементов, например, индия, калия, рубидия или кальция, одни природные изотопы стабильны, другие же радиоактивны). Так же ядро, испытывающее радиоактивный распад, и ядро, возникающее в результате этого распада, называют соответственно материнским и дочерним ядрами. Энергетические спектры α-частиц и γ-квантов, излучаемых радиоактивными ядрами, прерывистые («дискретные»), а спектр β-частиц непрерывный. Некоторые изотопы могут испытывать одновременно два или более видов распада. Образовавшееся в результате радиоактивного распада дочернее ядро иногда оказывается также радиоактивным и через некоторое время тоже распадается. Процесс радиоактивного распада будет происходить до тех пор, пока не появится стабильное, то есть нерадиоактивное ядро. 10

11 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ [1]Докторская диссертация и пятиминутный разговор // Ева Кюри. «Мария Кюри» (1937) / пер. с франц. Е. Корша под ред. В. В. Алпатова. М., Учебное пособие под редакцией А.В. Носовского «Вопросы дозиметрии и радиационная безопасность на атомных электрических станциях» (Глава1). Учебное пособие «Радиоактивность», написанное на основе лекций Б. С. Ишханова, которые автор читал на физическом факультете МГУ. 11

Источники:

http://otherreferats.allbest.ru/chemistry/00486057_0.html
http://class-fizika.ru/11_84.html
http://docplayer.ru/52111814-Referat-yavlenie-radioaktivnosti.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector