- •Радиоактивность – явление самопроизвольного превращения ядер одних элементов в ядра других элементов с испусканием различных частиц.
- •Естественная радиоактивность – наблюдается у неустойчивых изотопов, существующих в природе.
- •Искусственная радиоактивность – наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных реакций.
- •1934 Г. И. И ф. Жолио - Кюри
- •1898 Г. Супруги Мария и Пьер Кюри:
- •1909 Г.Резерфорд:
- •92U235 88Pb207; нептуния: 93 Np237 83 Bi 209
- •1911 Г. Содди ядерные
- •1919Г. Резерфорд – первая ядерная реакция.
- •1932Г Кокрофт и Уолтон - первая ядерная реакция с помощью протонов высокой энергии.
- •1938Г. Ган и Штрасман – первая реакция деления урана быстрыми нейтронами:
- •Механизм деления ядра:
- •Цепная ядерная реакция - это лавинный распад ядер реактивного вещества под действием нейтронов
- •Характеризуется:
- •1942 Г Ферми (Чикагский университет) – первый ядерный реактор.
- •Применение ядерных реакций:
ОК – 21 Радиоактивность. Ядерные реакции.
1896 г. Беккерель – открыл неизвестные лучи.
Радиоактивность – явление самопроизвольного превращения ядер одних элементов в ядра других элементов с испусканием различных частиц.
Естественная радиоактивность – наблюдается у неустойчивых изотопов, существующих в природе.
Искусственная радиоактивность – наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных реакций.
1934 Г. И. И ф. Жолио - Кюри
В
β
γ
α
Лучи
Характеристика лучей
Взаимодействие
с веществом.
α - лучи
Поток ядер
гелия; заряд частицы +2е, а масса
совпадает с массой ядра изотопа гелия
2Не4
Ионизируют атомы вещества
Al
0,05 мм
β - лучи
Поток быстрых
электронов. Ионизирующая способность
на два порядка меньше чем у α –
излучения.
Бумага
1 мм
γ - лучи
Поток квантов
электромагнитной энергии, λ < 10
-10м.
Ионизирующая способность слабая.
Свинец 0,5 м.
Элементы, у которых Z>83,
а A>209
– радиоактивные;
Открыли новые элементы Ро – полоний
и Ra –
радий.
Радиоактивное излучение неоднородно,
оно состоит из нескольких лучей;
Радиоактивность элемента не зависит
от того, является ли он химически чистым
или в составе какого-либо химического
соединения.
Радиоактивность представляет собой
внутриядерный процесс, сопровождающийся
испусканием частиц и излучением
энергии.
1898 Г. Супруги Мария и Пьер Кюри:
1909 Г.Резерфорд:
Время в течение которого
распадается половина атомов
радиоактивного вещества
называется периодом полураспада.
Т1/2 =
λ – постоянная радиоактивного распада (величина определяющая вероятность распада каждого отдельного атома за секунду).
92U 235 – 4, 56 * 10 9 лет; 88 Ra 226 - 1600 лет; 27Со58 – 72 сут.
90 Th 232 – 1,39 * 10 10 лет; 93 Np237 – 2,14 * 10 6 лет;
1 Н 3 – 12 лет; 91 Ра 236 – 1, 18 мин (протакний);
Радиоактивный распад –
самопроизвольное превращение исходного
(материнского) ядра в новые (дочерние)
ядра.
α –
распад
возникает при нарушении баланса
симметрии между протонами и нейтронами
в ядрах элементов.
(Np
≤ Nn)
ZXA
= Z
- 2Y
A – 4
+ 2He4
+ (hν)
Правило смещения:
При α – распаде происходит смещение
элемента в периодической системе
Менделеева на две клетки к началу
системы, при этом массовое число ядра
уменьшается на 4, заряд ядра – на 2
элементарных положительных заряда.
β –
распад
возникает при избытке нейтронов в
ядре.
ZXA
= Z
+
1 Y
A +-
1е0
+
νе
Правило смещения:
При β – распаде происходит смещение
элемента в периодической системе
Менделеева на одну клетку к концу
системы, при этом массовое число ядра
не изменяется, а заряд ядра – увеличивается
на 1 элементарный положительный заряд.
Типы радиоактивных распадов
1913 г. К. Фаянс и Содди – правила смещения.
При радиоактивных распадах элементов
может происходить серия α – и β –
превращений. Для расчёта числа α – и β
– распадов используют формулы:
Nα
=
;
Nβ
= 2 Nα
– (Z1
– Z2)
Закон
радиоактивного распада.
N
= N0
e –
λt
N – оставшееся число
атомов радиоактивного элемента, N0
– первоначальное число атомов
радиоактивного элемента, e
– основание натурального логарифма
(e ≈ 2,72)
N
N
= N0
2 –
t
/T1/2
Активность
радиоактивного вещества характеризует
число
распадов ядер за 1 секунду.
N0/2
А
=
,
τ – среднее время жизни элемента
τ
= 1,44 Т1/2
(τ
= 1 / λ)
t [A]
= [Бк] (Беккерель) 1 Бк = 1 распад / 1с
Т1/2
1 Ku = 3,7 * 10 10
Бк.
Элементы, образующиеся в результате радиоактивного распада, образуют радиоактивную серию.
92U238 → 92U239 → 93 Np239 → 94Рu239 → 92U235 → 90 Th 231 → 88Pb227
Совокупность изотопов возникающих в ядерных реакциях образуют радиоактивное семейство.
Урана: 92U238 88Pb206; тория: 90 Th 232 88Pb208