Питання 32: Радіоактивність. Закон радіоактивного розпаду

Радіоактивність - явище мимовільного перетворення нестійкого ізотопа хімічного елементу в інший ізотоп (зазвичай іншого елемента) (радіоактивний розпад) шляхом випромінювання гамма-квантів, елементарних частинок або ядерних фрагментів.

Радіоактивність відкрив у 1896 р. Антуан Анрі Беккерель. Сталося це випадково. Вчений працював із солями урану і загорнув свої зразки разом із фотопластинами в непрозорий матеріал. Фотопластини виявилися засвіченими, хоча доступу світла до них не було. Беккерель зробив висновок про невидиме оку випромінювання солей урану. Він дослідив це випромінювання і встановив, що інтенсивність випромінювання визначається тільки кількістю урану в препараті і абсолютно не залежить від того, в які сполуки він входить. Тобто, ця властивість характерна не сполукам, а хімічному елементу урану.

В 1898 р. Ґергард Шмідт та П'єр Кюрі і Марія Склодовська-Кюрі відкрили випромінювання торію. Пізніше Кюрі відкрили полоній та радій. На сьогодні відомо близько 40 природних елементів, яким властива радіоактивність. Закон радіоактивного розпаду - закон, відкритий Фредеріком Содді і Ернестом Резерфордом експериментальним шляхом і сформульований в 1903 році. Сучасне формулювання закону:

(2.2)

що означає, що число розпадів за інтервал часу t в будь-якій речовині пропорційно числу N наявних у зразку радіоактивних атомів даного типу.

У цьому математичному виразі (2.2) λ - постійна розпаду, яка характеризує ймовірність радіоактивного розпаду за одиницю часу і має розмірність с^-1. Знак мінус вказує на спад числа радіоактивних ядер з часом. Закон висловлює незалежність розпаду радіоактивних ядер один від одного і від часу: ймовірність розпаду даного ядра в кожну наступну одиницю часу не залежить від часу, що пройшов з початку експерименту, і від кількості ядер, що залишилися в зразку.

Питання 33: Рентгенівське випромінювання та його застосування

Рентгенівські промені були виявлені випадково в 1895 році знаменитим німецьким фізиком Вільгельмом Рентгеном. Він вивчав катодні промені в газорозрядної трубці низького тиску при високій напрузі між її електродами. Незважаючи на те, що трубка перебувала в чорному ящику, Рентген звернув увагу, що флуоресцентний екран, випадково знаходився поряд, всякий раз світився, коли діяла трубка. Трубка виявилася джерелом випромінювання, яке могло проникати через папір, дерево, скло і навіть пластинку алюмінію завтовшки в півтора сантиметра.

Рентген визначив, що газорозрядна трубка є джерелом нового виду невидимого випромінювання, що володіє великою проникаючою здатністю. Учений не міг визначити чи було це випромінювання потоком частинок або хвиль, і він вирішив дати йому назву X-промені. У наслідок їх назвали рентгенівськими променями

Тепер відомо, що X-промені - вид електромагнітного випромінювання, що має меншу довжину хвилі, ніж ультрафіолетові електромагнітні хвилі. Довжина хвилі X-променів коливається від 70 нм до 10-5нм. Чим коротше довжина хвилі X-променів, тим більше енергія їх фотонів і більше проникає здатність. X-промені з порівняно великою довжиною хвилі (більше 10 нм), називаються м'якими. Довжина хвилі 1 - 10 нм характеризує жорсткі X-промені. Вони мають величезну проникаючу здатність.