Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений. Изотопы

1.

1

2. Радиоактивность -

Радиоактивность Открытие - 1896 год
- явление самопроизвольного превращения
неустойчивых ядер в устойчивые,
сопровождающееся испусканием
частиц и излучением энергии.
2

3. Исследования радиоактивности

1898 год –
открыты полоний и радий
Все химические
элементы,
начиная с номера 83,
обладают
радиоактивностью
3

4.

После открытия радиоактивных элементов началось
исследование физической природы их излучения. Кроме
Беккереля и супругов Кюри, этим занялся Резерфорд.
В 1898 г. Резерфорд
приступил к изучению
явления радиоактивности.
Первым его
фундаментальным
открытием в этой области
было обнаружение
неоднородности излучения,
испускаемого радием.
4

5.

5

6. Виды радиоактивных излучений

Э. Резерфорд (1898 г.) радиоактивное излучение в
магнитном поле:
-лучи — тяжелые
положительно
заряженные частицы
(ядра атомов гелия)
-лучи — легкие
отрицательно
заряженные частицы
(электроны).
П.Вилар (1900 г.):
γ-лучи — кванты
электромагнитного
излучения высокой
энергии.
6

7. Виды радиоактивных излучений

Естественная
радиоактивность;
Искусственная
Свойства
радиоактивных
радиоактивность
. излучений
Ионизируют воздух;
Действуют на фотопластинку;
Вызывают свечение некоторых веществ;
Проникают через тонкие металлические
пластинки;
Интенсивность излучения пропорциональна
концентрации вещества;
Интенсивность излучения не зависит от
внешних факторов (давление, температура,
освещенность, электрические разряды).
7

8. Проникающая способность радиоактивного излучения

8

9. Проникающая способность радиоактивного излучения

9

10. Проникающая способность радиоактивного излучения

10

11. Проникающая способность радиоактивного излучения

11

12. Проникающая способность радиоактивного излучения

12

13.

Проникающая способность
радиоактивного излучения
Защита от
радиоактивных
излучений
Нейтроны – вода, бетон,
земля (вещества, имеющие
невысокий атомный номер)
Рентгеновские лучи,
гамма-излучение –
чугун, сталь, свинец, баритовый
кирпич, свинцовое стекло
(элементы с высоким атомным
номером и имеющие большую
плотность)
13

14. Правило смещения

Радиоактивные превращения
Правило смещения
14

15. Правило смещения для α-распада

A
Z
X
226
88
Y h
A 4
Z 2
Ra
222
86
4
2
Rn He
4
2
15

16. Правило смещения для β-распада

X
A
Z
A
Z 1
~
Y e
0
1
Co Ni e
60
27
60
28
0
1
16

17. Изотопы

1911 год, Ф.Содди
Существуют ядра
одного и того же химического элемента
с одинаковым числом протонов,
но различным числом нейтронов – изотопы.
Изотопы имеют одинаковые
химические свойства
(обусловлены зарядом ядра),
но разные физические свойства
(обусловлено массой).
17

18. Изотопы водорода

18

19. Закон радиоактивного распада

Период полураспада Т –
интервал времени,
в течение которого число
атомов радиоактивного
вещества уменьшается вдвое.
19

20. Важнейшие радиогенные изотопы

20

21. Способы переноса радиации

21

22. Радиоактивность вокруг нас (по данным Зеленкова А.Г.)

Облучение населения продуктами распада радона в помещениях 42%
Использование ионизирующих излучений в медицине 34 %
Глобальные выпадения продуктов ядерных испытаний 1%
Пользование авиатранспортом 0,1%
Употребление радиолюминисцентных товаров 0,1%
Атомная энергетика 0,03%
Естественный фон 23 %
22

23. Методы регистрации ионизирующих излучений

Поглощенная доза излучения –
Отношение энергии ионизирующего
Излучения, поглощенной веществом,
к массе этого вещества.
1 Гр = 1 Дж/кг
Естественный фон на человека 0,002 Гр/год;
ПДН 0,05 Гр/год или 0,001 Гр/нед;
Смертельная доза 3-10 Гр за короткое время
23

24. Сцинтилляционный счетчик

В 1903 году У.Крукс
заметил, что частицы,
испускаемые радиоактивным
веществом, попадая на
покрытый сернистым
цинком экран, вызывает
его свечение.
ЭКРАН
Устройство было использовано
Э.Резерфордом.
Сейчас сцинтилляции наблюдают и считают
с помощью специальных устройств.
24

25. Счетчик Гейгера

В наполненной аргоном трубке пролетающая
через газ частичка ионизирует его,
замыкая цепь между катодом и анодом
и создавая импульс напряжения на
резисторе.
25

26. Камера Вильсона

1912 г.
Камера заполнена смесью аргона и азота с
насыщенными
парами воды или спирта. Расширяя газ поршнем,
переохлаждают пары. Пролетающая частица
ионизирует атомы газа, на которых конденсируется
пар,
26
создавая капельный след (трек).

27. Пузырьковая камера

1952 г.
Д.Глейзер сконструировал камеру, в которой можно
Исследовать частицы большей энергии, чем в камере
Вильсона. Камера заполнена быстро закипающей жидкостью
сжиженный пропан, гидроген). В перегретой жидкости
исследуемая частица оставляет трек из пузырьков пара.
27

28. Искровая камера

Изобретена в 1957 г. Заполнена инертным газом.
Плоскопараллельные пластины расположены близко
друг к другу. На пластины подается высокое напряжение.
При пролете частицы вдоль её траектории
проскакивают искры, создавая огненный трек.
28

29. Толстослойные фотоэмульсии

Метод
разработан
В 1958 году
Ждановым А.П. и
Мысовским Л.В.
Пролетающая сквозь
фотоэмульсию заряженная
частица действует на
зерна бромистого
серебра и образует
скрытое изображение.
При проявлении
фотопластинки образуется
след - трек.
Преимущества: следы
не исчезают со временем
и могут быть тщательно
изучены.
29

30. Получение радиоактивных изотопов

Получают
радиоактивные
С
ядерных
реакций
можно
Элементы
С помощью
помощьюпод
ядерных
номерами
реакций
43,изотопы
61,
получены
85
и 87
в
атомных
реакторах
и на, ускорителях
Вообще
Трансурановые
не имеют
элементы
стабильных
изотопов
получить
радиоактивные
изотопы
элементарных
частиц
.
И
начиная
впервые
с
нептуния
были
получены
и
плутония
искусственно
.
всех химических элементов
,
(Z = 93 - Z = 108)
существующих
в природе только
в стабильном состоянии.
30

31. Применение радиоактивных изотопов

Меченые атомы: химические свойства
Радиоактивных изотопов не отличаются
от свойств нерадиоактивных изотопов тех
же элементов. Обнаружить радиоактивные
изотопы можно по их излучению.
Применяют: в медицине, биологии,
криминалистике, археологии,
промышленности, сельском хозяйстве.
31