51 Вопрос
1) Радиоактивные свойства были впервые обнаружены в 1896 г. у урана, французским физиком Антуаном Анри Беккерелем (1852—1908). Испускание рентгеновского излучения было замечено при бомбардировке стеклянных стенок разрядной трубки катодными лучами. Наиболее эффектным результатом такой бомбардировки является интенсивное зеленое свечение стекла, люминесценция. Опытной проверкой этого предположения занялся Беккерель. Он возбуждал люминесцирующие вещества светом, а затем подносил их к обернутой в черную бумагу фотопластинке.
Радиоактивность представляет собой не молекулярное явление, а внутреннее свойство атомов радиоактивного элемента. Т.к. свойства молекулы, в состав которой входит радиоактивный элемент, не влияют на радиоактивность. После открытия радиоактивности, физики Мария Склодовская-Кюри, и Пьер Кюри, исследовали большую часть известных элементов и многие их соединения с целью установить, не обладают ли какие-либо из них радиоактивными свойствами. После чего выяснили, что радиоактивность обнаруживают не только уран и торий, но и все их химические соединения. А также исследовав также различные природные минералы, заметила, что смоляная руда давала в четыре раза большую ионизацию, чем содержащийся в ней уран. Повышенную активность смоляной руды можно было объяснить только примесью неизвестного радиоактивного элемента в количестве настолько малом, что он ускользал от химического анализа. Исходя из этих соображений, Пьер и Мария Кюри предприняли химическое выделение из урановой смоляной руды. После нескольких лет работы удалось получить несколько десятых долей грамма чистого элемента, «Радия», радиоактивность которого более чем в миллион раз превосходила радиоактивность урана. По своим химическим свойствам радий (Ra) относится к щелочноземельным металлам. Атомная масса его = 226. Был помещен в клетку № 88 периодической системы Менделеева. Радий является постоянным спутником урана в рудах, но содержится в ничтожных количествах — примерно 1 г радия на 3 т урана; ввиду этого добыча радия представляет собой весьма трудоемкий процесс. Радий — один из самых редких и дорогих металлов. Он ценится как концентрированный источник радиоактивных излучений. Дальнейшие исследования Кюри и других ученых значительно расширили число известных радиоактивных элементов. Все элементы с порядковым номером, превышающим 83, оказались радиоактивными. Они были найдены в виде небольших примесей к урану, радию и торию. Обычные: таллий, свинец и висмут нерадиоактивны.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2) А-Распад представляет собой излучение а-частиц (ядер гелия) высоких энергий. При этом масса ядра уменьшается на 4 единицы, а заряд — на 2 единицы. B-Распад — излучение электронов, заряд которых возрастает на единицу, массовое число не изменяется. У-Излучение представляет собой испускание возбужденным ядром квантов света высокой частоты. Параметры ядра при у-излучении не меняются, ядро лишь переходит в состояние с меньшей энергией. Распавшееся ядро тоже радиоактивно, т. е. происходит цепочка последовательных радиоактивных превращений. Процесс распада всех радиоактивных элементов идет до свинца. Свинец — конечный продукт распада.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3) Приборы, применяемые для регистрации радиоактивных излучений и частиц, делятся на две группы: а) приборы, позволяющие регистрировать прохождение частицы через определенный участок пространства и в некоторых случаях определять ее характеристики, например энергию (сцинтилляционный счетчик, черенковский счетчик, импульсная ионизационная камера, газоразрядный счетчик, полупроводниковый счетчик);
б) приборы, позволяющие наблюдать, например фотографировать, следы (треки) частиц в веществе (камера Вильсона, диффузионная камера, пузырьковая камера, ядерные фотоэмульсии).
4) Биологические действия. Радиоактивные излучения гибельно действуют на живые клетки. Механизм этого действия связан с ионизацией атомов и разложением молекул внутри клеток при прохождении быстрых заряженных частиц. Особенно чувствительны к воздействию излучений клетки, находящиеся в состоянии быстрого роста и размножения. Это обстоятельство используется для лечения раковых опухолей. Для целей терапии употребляют радиоактивные препараты, испускающие g-излучение, так как последние без заметного ослабления проникают внутрь организма. При не слишком больших дозах облучения раковые клетки гибнут, тогда, как организму больного не причиняется существенного ущерба. Следует отметить, что радиотерапия рака, так же как и рентгенотерапия, отнюдь не является универсальным средством, всегда приводящим к излечению. Чрезмерно большие дозы радиоактивных излучений вызывают тяжелые заболевания животных и человека (так называемая лучевая болезнь) и могут привести к смерти. В очень малых дозах радиоактивные излучения, главным образом a-излучение, оказывают, напротив, стимулирующее действие на организм. С этим связан целебный эффект радиоактивных минеральных вод, содержащих небольшие количества радия или радона.
52 вопрос В чем заключается опыт Резерфорда по расщеплению альфа частиц. Опешите ядерную модель атома 1. Английский физик Дж. Дж. Томсон в 1903г. Предложил одну из первых моделей строения. В 1911г Резерфорд опроверг эту теорию, проведя такой эксперимент. Из свинцового сосуда, в котором находилось радиоактивное вещество, вылетали а-частицы через узкий канал. По сколько а-частицы непосредственно увидеть невозможно, то для их обнаружения служил стеклянный экран, покрытый тонким слоем специального вещества, благодаря чему в местах попадания в экран а-частиц возникают вспышки, которые наблюдают с помощью микроскопа, рис 1. Всю эту установку поместили в сосуд, из которого откачан воздух ( чтоб устранить рассеяние а-частиц за счет их столкновений с молекулами воздуха). Если на пути а-частиц нет никаких препятствий, то они падают на экран узкими, слегка расширяющимся пучком. Если же на пути а-частиц пометить тонкую золотую фольгу, то при взаимодействии с фольгой а-частицы рассеиваются по всем направлениям на разные углы. Перемещая экран вместе с микроскопом вокруг фольги, можно обнаружить, что некоторое (очень большое) число частиц рассеялось на углы, близкие к 90*, а некоторые (единичные частицы) – на углы порядка 180*, т.е. в результате взаимодействия с фольгой были отброшены назад. Резерфорд пришел к выводу: столь сильное отклонение а-частиц возможно только в том случае, если внутри атома имеется чрезвычайно сильное электрическое поле. Было рассчитано, что такое поле могло быть создано зарядом, сконцентрированным в очень малом объеме (по сравнению с объемом атома).
2. Исходя из этих соображений, Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель атома, рис. 2. В центре атома находится положительно заряженное ядро, занимающее очень малый объем атома. Вокруг ядра движутся электроны, масса которых значительно меньше массы ядра.
Рис.
1
Рис. 2
(извините,
но русскую никак не смог найти)