1 Радиоактивность.

В 1896г Беккерель обнаружил с помощью фотопластинки, что одна из солей урана является источником излучения, природа которого была не ясна. Беккерель установил, что источником излучения являются атомы урана. Излучение урана происходит непрерывно и ни какие внешние воздействия не оказывают на него влияния, то есть атомы урана излучают самопроизвольно (спонтанно). Излучение уран было названо радиоактивным, а само явление радиоактивностью.

Исследования Беккереля, Резерфорда, Пьера Кюри, Марии Склодовской-Кюри и других ученых показали, что данное радиоактивное излучение имеет сложный состав и в магнитном поле разделяется на лучи трех видов, которые назвали α -, β - и γ- излучения.

Рис.

Оказалось, что:

α-лучи – поток ядер атомов гелия (He) – тяжелые положительно заряженные частицы с массой m=4 а.е.м. и зарядом q=2e со скоростью около 10⁷ м/с

β-лучи – поток быстрых электронов, обладающих скоростью от 10⁸ м/с до 0,999 с.

γ-лучи – электромагнитные волны. С длинной волны от 10^-10 до10^-13м. γ-лучи не отклоняются электрическими и магнитными полями.

Способность атомов некоторых естественных и искусственных химических элементов самопроизвольно (спонтанно) излучать α-, β-частицы и γ-кванты, превращаясь в атомы другого химического элемента, называется радиоактивностью.

3. Правило смещения.

Превращения атомных ядер, которые сопровождаются испусканием α – и β - лучей. Называются соответственно α – и β -распадом. Термина «γ - распад» не существует, так как α – и β-распад сопровождаются γ - излучением.

Распадающееся ядро называется материнским, ядро продукта распада - дочерним.

Превращения ядер подчиняются так называемому правилу смещения, формулированному впервые Содди.

α-распад: ядро теряет положительный заряд 2e, масса убывает на 4 а.е.м. В результате элемент смещается на 2 клетки к началу периодической системы химических элементов.

Символически это можно записать так: ^А_zX→^А-4 _z-2Y+⁴₂He. (⁴₂He- ядро атома гелия, имеющее те же параметры, что и α-частица, ⁴₂α).

β-распад: заряд ядра увеличивается на 1е, масса остается неизменной, так как масса электрона пренебрежительна мала. В результате элемент смещается на одну клетку к концу периодической системы химических элементов.

Символически это можно записать так: ^А_zX→^A_z+1Y+⁰_-1е. (⁰_-1е- обозначение электрона)

3. Закон радиоактивного распада

Резерфорд, исследуя превращения радиоактивных веществ, установил опытным путем, что их активность убывает с течением времени. Для каждого радиоактивного вещества существует определенный интервал времени, на протяжении которого активность убывает в два раза. Этот интервал носит название период полураспада.

Периодом распада T называется время, в течение которого распадаются половина способных к распаду ядер.

- закон радиоактивного распада, где N₀ – число ядер в начальный момент времени, N – число ядер не распавшихся по прошествии времени t.

Закономерности радиоактивного распада:

1. Неизменность радиоактивного распада в течение длительно времени;

2. Выделение большого количества энергии;

3. Активность радиоактивного распада, характеризуется числом распада атомов в единицу времени. В СИ за единицу активности распада принимается распад одного атома в секунду 1 беккерель – 1 Бк; , где А - активность радиоактивного распада,

N - число ядер, t – время распада;

4. Спад активности радиоактивного распада вещества происходит по закону

, где N₀ – первоначальное число ядер; t – время распада; - период полураспада;N – число атомов, оставшихся после распада.