Естественная радиоактивность. Закон радиоактивного распада

1.

ЕСТЕСТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ.
ЗАКОН РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА

2.

В 1932 г. Д.Д. Иваненко и В. Гейзенберг предложили
протонно-нейтронную модель атомного ядра
Ядро
Нуклоны
Протоны
Нейтроны
2

3. ̵ Ядерные силы короткодействующие (радиус действия 10-15 м) ̵ Ядерные силы  сил электрического взаимодействия зарядов ̵

Силы, связывающие нуклоны в ядре, называются
ядерными.
̵ Ядерные силы короткодействующие (радиус действия 10-15 м)
̵ Ядерные силы сил электрического взаимодействия зарядов
̵ Ядерные силы действуют между нуклонами независимо от их
заряда (протон-протон, нейтрон-протон, нейтрон-нейтрон)

4. Радиоактивность (от лат. radio – излучаю)

Понятие радиоактивности
Радиоактивность
(от лат. radio – излучаю)
явление самопроизвольного превращения одних
ядер в другие с испусканием различных частиц

5. Радиоактивность и радиация

Радиоактивность -
неустойчивость ядер
некоторых атомов,
проявляющаяся в их
способности к
самопроизвольным
превращениям (распаду),
сопровождающимся
испусканием
ионизирующего
излучения или
радиацией.
Радиация
(ионизирующее
излучение) - это частицы
и гамма-кванты, энергия
которых достаточно
велика, чтобы при
воздействии на вещество
создавать ионы разных
знаков.
Радиацию нельзя
вызвать с помощью
химических реакций!

6. История вопроса

1896 г. - французский физик А. Беккерель, изучая явления
люминесценции солей урана, установил, что урановая соль
испускает лучи неизвестного типа, которые проходят через бумагу,
дерево, тонкие металлические пластины, ионизирует воздух.
1898 г. - Мария Склодовская – Кюри, исследуя урановые руды,
обнаружила новые химические элементы: полоний, радий.
1898 г. - Э. Резерфорд выделил 2 вида лучей: альфа-лучи и беталучи.
1900 г. - П. Виллард открыл гамма-лучи.
1902 г. - Э. Резерфорд и Ф. Содди доказали, что в результате
радиоактивного распада происходит превращение атомов одного
химического элемента в атомы другого химического элемента,
сопровождаемое испусканием различных частиц.

7.

Естественная радиоактивность - радиоактивность,
наблюдаемая у неустойчивых изотопов, существующих в
природе. У больших ядер нестабильность возникает
вследствие конкуренции между притяжением нуклонов
ядерными силами и кулоновским отталкиванием
протонов.
Искусственная радиоактивность - радиоактивность
изотопов, полученных искусственно при ядерных
реакциях.
Не существует стабильных ядер с зарядовым числом
Z > 83 и массовым числом A > 209.

8. Типы радиоактивного распада

1.
2.
3.
Альфа - распад
Бета - распад
Гамма - излучение

9. Альфа-распад

Превращение атомных ядер, сопровождаемое
испусканием альфа-частиц.
А X→A-4
4
Z
Z-2Y+ 2He+hν
где
A-4
Z-2Y - символ дочернего ядра,
4 He - ядро атома гелия,
2
hν - квант энергии, испускаемой ядром.

10. Бета-распад

Превращение атомных ядер, сопровождаемое выбросом
потока электронов, рождающихся в результате
превращения нейтронов в протоны.
А X→A
0
0
Z
Z+1Y+ -1е+ 0ν
где
0 е - испускаемые электроны
-1
0 ν - испускаемая элементарная частица (антинейтрино).
0

11. Гамма-излучение

Электромагнитное излучение, возникающее
при переходе ядра из возбуждённого в более
низкие энергетические состояния.
Возникает при ядерных превращениях
и имеет высокую энергию!

12. Проникающая способность лучей.

Альфа-лучи –
лист бумаги, несколько
см слоя воздуха.
Бета-лучи –
алюминиевая пластина
толщиной в несколько
мм.
Гамма-лучи –
алюминиевая пластина
толщиной в десятки см.

13. Период полураспада

промежуток времени, за который распадается
половина первоначального числа атомов

14. Закон радиоактивного распада

Установлен Ф. Содди.
Опытным путем
доказан Резерфордом.

15. Период полураспада

Это время, за которое распадается половина
первоначального количества ядер, или время, по
прошествии которого остается нераспавшейся
половина первоначального числа ядер:
t=T1/2, если Ν = Ν0/2
T1/2 = 0,693/λ

16. Периоды полураспада

Уран – 4,5 млрд. лет
Радий – 1590 лет
Радон – 3825 сут
Изотоп кислорода -15 – 112,24 с

17. Активность (А)

Величина, равная модулю отношения числа распавшихся
атомов ко времени, за которое произошли эти распады
Единицей А служит беккерель(Бк): 1 Бк – это активность
ядер в радиоактивном источнике, в котором за 1 с
происходит один акт распада ядра
Внесистемными единицами А служат:
кюри: 1 Ки = 3,7 ·1010 Бк;
милликюри: 1мКи = 3,7 ·107 Бк;
микрокюри: 1 мкКи = 3,7 · 104 Бк.

18. Применение

Явление радиоактивного
распада широко используется
в изотопной хронологии, т.е.
для определения возраста
горных пород, минералов и
следов древних культур.
В 1960 г. за разработку
радиоуглеродного метода
геохронологии американский
физик Ф. Либби был удостоен
Нобелевской премии.