Личные инструменты

2168
з математики

132
учня

168
для 11 класу

443
відкореговано


Вашій увазі

24638
уроків


Радіоактивність. Альфа- , бета- , гамма-випромінювання. Закон радіоактивного розпаду

Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 11 клас>> Фізика: Радіоактивність, Альфа- , бета- , гамма-випромінювання, Закон радіоактивного розпаду


РАДІОАКТИВНІСТЬ. АЛЬФА- , БЕТА- , ГАММА-ВИПРОМІНЮВАННЯ. ЗАКОН РАДІОАКТИВНОГО РОЗПАДУ


РАДІОАКТИВНІСТЬ. ЗАКОН РАДІОАКТИВНОГО РОЗПАДУ

Спостереження за різними ізотопами показали, що в природі існують стабільні і нестабільні ядра атомів хімічних елементів. Ця їх якість зумовлена значенням енергії зв'язку ядер та співвідношенням у них протонів і нейтронів. Наприклад, серед ізотопів легких елементів стабільними є ті, в яких числа протонів і нейтронів однакові.

Ядра атомів важких елементів, як правило, нестабільні, оскільки у них значно переважають нейтрони, а їх надлишок веде до збільшення енергії ядра (адже, mn > mp), якого воно намагається позбутися. Тому ядра атомів окремих ізотопів здатні самовільно перетворюватися на інші хімічні елементи шляхом випромінювання мікрочастинок або поділу на стійкіші утворення. Таку здатність до самочинних перетворень називають радіоактивністю.

Радіоактивність (від лат. radio — випромінюю та activus — діяльний)

Радіоактивність буває природною, яка спостерігається за звичайних умов, і штучною, коли радіоактивні перетворення відбуваються внаслідок зовнішнього впливу, наприклад бомбардування ядер атомів стабільних ізотопів протонами, нейтронами, іншими частинками або ядрами атомів хімічних елементів. За фізичною суттю вони не відрізняються один від одного — механізм радіоактивних перетворень у них однаковий.

Штучну радіоактивність уперше спостерігали в 1934 р. французькі фізики Фредерік та Ірен Жоліо-Кюрі. Вони опромінювали альфа-частинками ядра атомів Алюмінію 2713АІ й отримали нестабільний нуклід Фосфору 2713Р, який внаслідок радіоактивного перетворення випромінював позитрон:

261-3.jpg


261-1.jpg

Позитрон — це елементарна частинка з масою електрона і його зарядом, але протилежного знака заряда Правило зміщення для альфа-розпаду

261-2.jpg

Найпоширенішими серед радіоактивних перетворень є альфа-розпад, бета-розпад (випромінювання електрона або позитрона) і спонтанний поділ ядер атомів.

Альфа-розпад — це перетворення нестійкого ізотопу на інший хімічний елемент, що супроводжується випромінюванням альфа-частинки. Наприклад, перетворення Радію на Радон:

Під час альфа-розпаду заряд ядра атома Z зменшується на дві одиниці, а масове число А — на чотири. Енергія, що виділяється внаслідок альфа-розпаду, розподіляється між альфа-частинкою та ядром атома елемента, що утворюється. Цей процес може супроводжуватися також гамма-випромінюванням.

Бета-розпад — це утворення нового хімічного елемента внаслідок перетворення нуклонів усередині ядра атома, наприклад, нейтрона на протон або протона на нейтрон. Існує два різновиди бета-розпаду.
1. (ß- -розпад, який супроводжується випромінюванням електрона 0-1е й утворенням ядра атома з числом протонів Z на одиницю більшим. Наприклад:

262-1.jpg

Найпростішим видом розпаду є розпад вільного нейтрона:

262-2.jpg

2. ß+-розпад, унаслідок якого випромінюється позитрон й утворюється ядро з числом протонів Z на одиницю меншим. Наприклад:

262-3.jpg

Мікрочастинку 00ve, яка супроводжує випромінювання позитрона 01е під час бета-розпаду, названо електронним нейтрино. Вона також має античастинку - антинейтрино 00 ve, яка супроводжує ß~-розпад

Самочинний поділ ядер Урану 23592U відкрили у 1940 році російські вчені Г. М. Фльоров і К. А. Петржак

У важких елементів за певних умов може відбуватися спонтанний поділ ядер атомів на кілька легших ядер-уламків. Уперше це виявили в ядер атомів Урану 23592U, які без будь-якого зовнішнього впливу діляться на стійкіші ядра атомів ізотопів, як правило, середньої частини періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва. Наприклад, ядро атома Урану може розділитися на два неоднакові уламки — ядра атомів Барію (Z= 56) і Криптону (Z = 36), які розлітаються врізнобіч, маючи значну кінетичну енергію.

Встановлено, що кількість речовини, ядра атомів якої розпадаються, весь час змінюється. Характерною ознакою радіоактивних ізотопів є період піврозпаду Т. Це час, за який кількість ядер атомів радіоактивного ізотопу зменшується вдвічі (мал.8.2).

263-7.jpg

Якщо в початковий момент часу (t= 0) було Nо радіоактивних ядер, то за період піврозпаду Т кількість їх стане вдвічі меншою 263-1.jpg ще через такий самий час Т їх уже буде 263-2.jpg і т.д. Тобто за n періодів піврозпаду 263-3.jpg радіоактивними залишаться лише N ядер:

263-4.jpg

Цей вираз є законом радіоактивного розпаду.

Радіоактивні речовини різняться одна від одної періодом піврозпаду: одні з них швидше розпадаються, демонструючи інтенсивність радіоактивних перетворень, інші повільніше. Тому період піврозпаду Т може характеризувати активність радіонукліда А, тобто кількість розпадів атомних ядер за 1 с. Вона прямо пропорційна числу атомних ядер і обернено пропорційна періоду піврозпаду:

263-5.jpg

Активність радіонукліда А в СІ вимірюють у беккерелях (Бк). 1 беккерель дорівнює активності радіонукліда, в якому за 1 с відбувається один акт розпаду. На практиці користуються також одиницею активності кюрі (Кі): 1 Кі = 3,7 • 1010 Бк.

ЗАПИТАННЯ
1. Що називають радіоактивністю? Які види радіоактивності існують?
2. Чим зумовлено радіоактивне перетворення ядер атомів за альфа-розпаду?
3. У чому полягає механізм бета-розпаду?
4. Що таке період піврозпаду ядер? Що він характеризує?
5. У чому полягає суть закону радіоактивного розпаду?
6. Що таке активність радіонукліда? В яких одиницях вона вимірюється?


Є.В. Коршак, О.І. Ляшенко, В.Ф. Савченко, Фізика, 11 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів  


Матеріали з фізики, планування з фізики, завдання та відповіді по класам, плани конспектів уроків з фізики для 11 класу


Зміст уроку
1236084776 kr.jpg конспект уроку і опорний каркас                      
1236084776 kr.jpg презентація уроку 
1236084776 kr.jpg акселеративні методи та інтерактивні технології
1236084776 kr.jpg закриті вправи (тільки для використання вчителями)
1236084776 kr.jpg оцінювання 

Практика
1236084776 kr.jpg задачі та вправи,самоперевірка 
1236084776 kr.jpg практикуми, лабораторні, кейси
1236084776 kr.jpg рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
1236084776 kr.jpg домашнє завдання 

Ілюстрації
1236084776 kr.jpg ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
1236084776 kr.jpg реферати
1236084776 kr.jpg фішки для допитливих
1236084776 kr.jpg шпаргалки
1236084776 kr.jpg гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
1236084776 kr.jpg зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
1236084776 kr.jpg підручники основні і допоміжні 
1236084776 kr.jpg тематичні свята, девізи 
1236084776 kr.jpg статті 
1236084776 kr.jpg національні особливості
1236084776 kr.jpg словник термінів                          
1236084776 kr.jpg інше 

Тільки для вчителів
1236084776 kr.jpg ідеальні уроки 
1236084776 kr.jpg календарний план на рік 
1236084776 kr.jpg методичні рекомендації 
1236084776 kr.jpg програми
1236084776 kr.jpg обговорення


Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.