BW3 PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ.pdf

PROMIENIOTWÓRCZO ŚĆ

J ą dra niektórych atomów s ą nietrwałe i podlegaj ą

przemianie w formy bardziej trwałe

ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY: samorzutny rozpad

wzbudzonych j ą der atomowych pewnych pierwiastków z

równoczesn ą emisj ą cz ą stek: α , β , fotonów γ

EMISJA CZ Ą STKI β , czyli ELEKTRONU z J Ą DRA

· ładunek j ą dra zwi ę ksza si ę o jednostk ę , czyli liczba

atomowa zwi ę ksza si ę o 1;

· liczba masowa nie zmienia si ę ;

PRZYKŁAD PRZEMIANY β (jeden z trzech typów):

zawiera w j ą drze 1 proton i 2 neutrony;

· NEUTRON

Å (PROTON + ELEKTRON); przemiana

zachodzi w j ą drze i elektron jest natychmiast

emitowany z j ą dra; powstaje izotop He

EMISJA CZ Ą STKI α (jon He 2+ )

ładunek tego j ą dra zmniejsza si ę o dwie jednostki;

dany pierwiastek ulega przemianie w pierwiastek o

liczbie atomowej mniejszej o 2 (poło Ŝ ony o dwie

kolumny w lewo w tablicy układu okresowego)

liczba masowa (masa atomowa) zmniejsza si ę o 4, tj. o

mas ę cz ą stki α

EMISJA PROMIENIOWANIA γ

· s ą to kwanty promieniowania elektromagnetycznego o

małej długo ś ci fali i bardzo du Ŝ ej energii (1-4 MeV);

emisja fotonu γ towarzyszy przej ś ciu pierwiastka

promieniotwórczego ze stanu wzbudzonego do stanu

o ni Ŝ szej energii (mniej wzbudzonego lub

podstawowego); w wi ę kszo ś ci przypadków przemiana

γ towarzyszy rozpadowi α lub β ; jest wynikiem reakcji

zachodz ą cej w j ą drze atomu

nie powoduje ani zmiany liczby atomowej, ani masy

atomowej

1 H, tryt, jeden z izotopów wodoru:

PRAWO ROZPADU PROMIENIOTWÓRCZEGO: liczba

j ą der rozpadaj ą cych si ę w jednostce czasu jest

proporcjonalna do liczby j ą der, które jeszcze nie

uległy rozpadowi

Dane j ą dro (nuklid) charakteryzuje:

- stała rozpadu promieniotwórczego λ ; okre ś la

prawdopodobie ń stwo rozpadu danego j ą dra

promieniotwórczego; jest charakterystyczn ą

wielko ś ci ą danego j ą dra

- T = okres połowicznego rozpadu; czas, w

którym ulegnie rozpadowi połowa pocz ą tkowej

(N 0 ) liczby nietrwałych j ą der (N)

N = N 0 e - λ t

N 0 – liczba nietrwałych atomów w czasie t=0

T = 0,693/ λ

Ka Ŝ dy pierwiastek promieniotwórczy ma

charakterystyczny czas rozpadu; czasy te s ą bardzo

ró Ŝ ne; zakres minuty – tysi ą ce lat

Jednostki promieniotwórczo ś ci:

jeden curie (1Ci) dowolnej substancji

promieniotwórczej jest to taka jej ilo ść , w której

w ci ą gu 1 sekundy ulega rozpadowi 3,7 x 10 10

atomów; jest to raczej du Ŝ a jednostka,

odpowiada 1 gramowi radu

w układzie SJ, jednostk ą promieniotwórczo ś ci

jest bekerel (Bq); 1Ci = 3,7x 10 10 Bq

SI = SYSTEME INTERNATIONALE,

(mi ę dzynarodowy układ jednostek)

CHEMIA J Ą DROWA:

nauka zajmuj ą ca si ę rekcjami, które obejmuj ą

przemiany w j ą drach atomowych

Trwało ść j ą der atomowych jest skutkiem

specyficznych j ą drowych sił przyci ą gania mi ę dzy

nukleonami (nukleony: protony i neutrony)

· siły

znacznie

przewy Ŝ szaj ą

siły

elektrostatycznego

odpychania

mi ę dzy

protonami

s ą to siły bliskiego zasi ę gu, działaj ą na

odległo ś ci porównywalne z promieniem

nukleonu, czyli rz ę du 10 -15 m

energia wi ą zania w j ą drze (E n ) przypadaj ą ca na

1 nukleon wynosi 7 MeV = 10 -12 J - dla j ą der

lekkich;

(wi ą zanie kowalencyjne: energia rz ę du 10 -19 J;

zasi ę g 10 -10 m)

trwało ść j ą der atomowych zale Ŝ y od liczby

nukleonów (oraz od stosunku liczb neutronów

(N) i protonów (Z): N/Z

- najtrwalsze s ą jadra o liczbie nukleonów, A,

mi ę dzy 25-150

- o parzystych liczbach N i Z,

- te, w których jest tyle samo protonów, co

neutronów

· j ą dra o liczbie masowej A >210 (od polonu

wł ą cznie) rozpadaj ą si ę – s ą promieniotwórcze

ODKRYCIE PROMIENI RENTGENOWSKICH I

PROMIENIOTWÓRCZO Ś CI nast ą piło prawie w tym

samym czasie

Roentgen (Niemcy; 1895) – podczas

przepuszczania pr ą du elektrycznego przez rur ę

szklan ą , w której panuje pró Ŝ nia; w miejscu, w

którym elektrony uderzaj ą o szkło powstaj ą

promienie (X), które mog ą przenika ć materi ę

nieprzenikliw ą dla zwyczajnego ś wiatła; mog ą

powodowa ć wywołanie kliszy fotograficznej;

· w ci ą gu kilku tygodni po ogłoszeniu tego

odkrycia promienie rentgenowskie zastosowano

w medycynie do prze ś wietle ń ko ś ci i innych

narz ą dów

Becquerel (fizyk francuski; 1896) - badał

minerały zawieraj ą ce uran

· Maria Skłodowska – Curie (1867-1934):

szczegółowe badanie „promieni Becquerela”

wykazało znacznie wi ę ksz ą aktywno ść

naturalnej rudy uranu ni Ŝ czystego tlenku uranu

· Maria i Piotr Curie (1859-1906) rozdzielenie

smółki uranowej: polon - 400razy aktywniejszy

wyodr ę bnienie pierwszych pierwiastków

promieniotwórczych ze smółki uranowej

pierwiastek polon, 400 razy aktywniejszy od

uranu; w tym samym roku w raz z m ęŜ em

wyodr ę bnili drugi pierwiastek, rad, o

promieniotwórczo ś ci 3 000 000 razy wi ę kszej ni Ŝ

uran (1896)

Odkrycie promieniowania X:

Odkrycie promieniotwórczo ś ci:

DO Ś WIADCZENIE RUTHEFORDA (1899)

Naturalne substancje promieniotwórcze wysyłaj ą

promienie trzech rodzajów, działaj ą ce na płyt ę

fotograficzn ą ,

ulegaj ą ce

działaniu

pola

magnetycznego w ró Ŝ ny sposób

promieniowanie uranu składa si ę z promieniowania

dwóch ró Ŝ nych typów; nazwał je promieniowaniem α i

promieniowaniem β ; wkrótce to tym Villard odkrył

trzeci typ, promieniowanie γ

ROZPAD α : z jadra wyrzucane s ą j ą dra helu ( 4 2 He 2+ =

α ); (ładunki dodatnie) energia kinetyczna emitowanych

j ą der wynosi 2-9 MeV

ROZPAD β : z j ą dra wyrzucany jest elektron (ładunek

ujemny)

PROMIENIE γ : stanowi ą form ę energii

promieniowania, podobn ą do ś wiatła widzialnego; s ą

identyczne z promieniami X, wytwarzanymi pod

bardzo wysokim napi ę ciem;

UWAGA:

promienie γ s ą emitowane przez j ą dro; towarzysz ą

reakcjom j ą drowym

promienie X: s ą emitowane jako wynik reakcji elektronów z

powłok atomowych

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: