5. Радиоактивность

а) Понятие радиоактивности.

Радиоактивность была открыта в 1896 году Беккерелем. Радиоактивностью называется— явление самопроизвольного превращение ядер одних элементов в другие сопровождающиеся излучением.

За изучение этого явления Беккерель, Мария и Пьер Кюри получили Нобелевскую премию в 1903 году. В 1911 году вторую Нобелевскую премию Мария Кюри за получение радия в металлическом состоянии. Все элементы периодической системы с 83 номера радиоактивны, кроме того, у многих элементов до 83 номера могут быть радиоактивные изотопы. Изотопами называются - элементы, занимающие одну клетку в периодической системе элементов, т.е. имеющие одинаковые химические свойства, но отличающиеся массой ядра (числом нейтронов в ядре). Например: Н У каждого атома по одному электрону и одному протону, но у Н  нет ни одного нейтрона, у Н  один нейтрон. Оба эти изотопа стабильны. У трития – два нейтрона, этот изотоп радиоактивен. Существует радиоактивный фосфор: , радиоактивный углерод: и т.д.

Радиоактивное излучение сложное. Оно состоит из 3-х излучений.

1.  - частицы – это ядра атома гелия.  = Не. Если атом излучает альфа частицу, то он теряет две единички заряда и четыре единички массы и превращается в ядро другого элемента. Проникающая способность таких частиц мала – их задерживает толстый слой бумаги. Запишем реакцию  - распада урана:

U ; торий также испытывает - распад: допишите реакцию.

2.  - частица – поток электронов.  = е . Если происходит  - распад, то атом приобретает одну единичку заряда, (масса атома не изменяется) и превращается в ядро другого элемента. Запишем реакцию  - распада урана:

U ; Np допишите реакцию. Проникающая способность таких частиц больше, чем у  - частиц – их задерживает 3 мм слой алюминия.

3. - излучение – это самая короткая электромагнитная волна, обладающая большой проникающей способностью – излучение задерживает 20 см свинца.

б) Правила смещения:

При  распаде образуется вещество порядковый номер, которого смещается на две клетки к началу периодической системы.

При   распаде образуется вещество, порядковый номер которого, смещается на одну клетку к концу периодической системы.

в) Период полураспада. Закон радиоактивного распада.

Разные химические элементы радиоактивны по-своему. Т  период полураспада – это время, в течение которого из всех радиоактивных атомов остаётся половина.

Например: имеет Т = 3,82 суток, для Sr – T = 28 лет, U – T = 4,5 10⁹лет.

N = N₀ е^-t  Закон радиоактивного распада.

N₀ начальное число радиоактивных атомов при t = 0.

  постоянная распада.

N  конечное число радиоактивных атомов оставшихся через время t.

Вопрос № 1: Наблюдение за препаратом актиния массой 1г показало, что период полураспада ядер атомов актиния составляет 21,6 года. Это означает, что

1. за 21,6 года массовое число каждого атома уменьшится вдвое

2. один атом актиния распадается каждые 21,6 года

3) половина изначально имевшихся атомов актиния распадается за 21,6 года

4) все изначально имевшиеся атомы актиния распадутся за 43,2 года

Вопрос № 2: Период полураспада изотопа натрия равен 2,6 года. Если изначально было 104 г этого изотопа, то сколько примерно его будет через 5,2 года?

1) 13 г 2) 26 г 3) 39 г 4) 52 г

г) Биологическое действие радиоактивных излучений.

Радиоактивные излучения оказывают очень сильное воздействие на все организмы. Живые клетки очень чувствительны к разным излучениям т.к. оно вызывает ионизацию атомов и разрушает связи в сложных молекулах. В результате разрушается клетка. Наиболее чувствительны к излучениям ядра клеток, которые быстро делятся – это клетки костного мозга. Поэтому излучения в первую очередь поражают костный мозг, из-за чего нарушается процесс образования крови. Сильное влияние оказывает облучение на наследственность, поражая гены в хромосомах. Особо опасны лишенные заряда нейтроны, т.к. они проникают в атомы и изменяют его изотопный состав.

Облучение живых организмов может оказывать и пользу. Быстроразмножающиеся клетки в злокачественных опухолях более чувствительны к облучению, чем нормальные. На этом основано подавление раковой опухали - лучами (кобальтовая пушка).

Биологическое действие характеризуется дозой поглощения. В СИ поглощенную дозу выражают в Греях (сокращенно Гр). 1 Гр = 1 Дж/кг.

Естественный фон радиации составляет за год 0,002 Гр. Естественный фон создаётся космическими лучами и окружающей средой. Международная комиссия по радиационной защите установила для лиц, работающих с излучением, предельно допустимую дозу за год 0,05 Гр. Доза в 0,4 Гр  достаточна для изменения состава крови, при дозе 1 2 Гр начинается лучевая болезнь. Доза более 3-7 Гр, полученная за короткое время, смертельна.