Rádioaktivita
- schopnosť atómových jadier samovoľne vysielať
žiarenie.
Takéto nuklidy nazývame rádionuklidy alebo
rádioizotopy.
PRIRODZENÁ A UMELÁ
RÁDIOAKTIVITA
alebo
Tajomstvo premeny atómových jadier
Rádionuklidy
1. prirodzené
(vyskytujú sa v prírode),
2. umelé
(vznikli reakciami v laboratórnych podmienkach).
PaedDr. Jozef Beňuška
[email protected]
Rádionuklidy vysielajú žiarenie.
Žiarenie v homogénnom magnetickom poli
D
GM
RN
GM
RN
GM
Žiarenie je možné detegovať Geiger-Müllerovým
počítačom.
V magnetickom poli sa žiarenie rozloží na tri zložky:
α, β a γ .
Žiarenie v homogénnom magnetickom poli
Zložky jadrového žiarenia:
γ
GM
β− žiarenie
- sú prudko letiace elektróny,
β+
β
žiarenie
- sú prudko letiace pozitróny,
GM
α - prúd rýchlo letiacich nabitých častíc
β - prúd rýchlo letiacich nabitých častíc
γ - elektromagnetické žiarenie
4
2
He + +
0
−1
e
0
+1
e
+
- sú prudko letiace jadrá hélia,
α
RN
α žiarenie
-
D
γ žiarenie
- elektromagnetické žiarenie,
fotóny s vysokou energiou, hf > 10keV.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Absorpcia žiarenia v látkach
Prenikavosť rádioaktívneho žiarenia
papier
Al
Letiace častice α a β sa v látkach postupne brzdia.
Pb
N
α
RN
β
γ
N0
0
α - žiarenie zastaví list papiera,
β - žiarenie zastaví hliníkový plech,
γ - žiarenie čiastočne zoslabí olovený blok.
x
Pokles počtu α-častíc pri ich absorpcii v látkovom
prostredí
Absorpcia žiarenia v látkach
Prirodzená rádioaktivita
Samovoľné premeny niektorých atómových jadier
Fotóny γ žiarenia sú v látkach pohlcované.
N
N0
226
88
N0
2
N0
4
0
4
Ra → 222
86 Rn + 2 He
Energia α-častice je asi 4,8 MeV.
2d
d
x
Mária Curie
Pokles počtu fotónov γ-žiarenia pri ich absorpcii
v látkovom prostredí
V roku 1898 objavila rádium - silný žiarič.
Prirodzená rádioaktivita
Samovoľné premeny niektorých atómových jadier
Prirodzená rádioaktivita
Samovoľné premeny niektorých atómových jadier
4
2
1
1
He + 147 N → 178 O + 11 H
4
2
Ostreľovaním Be α-časticami vzniklo
žiarenie, ktorého častice nemali elektrický náboj.
H - protón
Premena prvku dusík na kyslík
Ernest Rutherford
V roku 1919 uskutočnil prvú umelú premenu prvkov.
He + 94 Be → 126 C + 01 n
James Chadwick
V roku 1932 objavil neutrón.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Prirodzená rádioaktivita
Samovoľné premeny niektorých atómových jadier
Umelá rádioaktivita
Rádioaktívne jadrá sú produktom jadrovej reakcie
Pri určovaní veku archeologických vzoriek sa využíva
rádioaktívny rozpad nestabilného izotopu uhlíka.
14
6
C→
Ostreľovaním Al α-časticami...
4
2
N+ e + ν
14
7
0
−1
30
1
He + 27
13 Al → 15 P + 0 n
Vznikli jadrá P, ktoré sa spontánne
menili na Si...
ν - elektróno vé antineu tríno
0
P → 30
14 Si + + 1 e + ν
30
15
Fréderic a Iréne
Joliot-Curieovci
V roku 1934 objavili umelú rádioaktivitu.
Premena prvkov pri rádioaktívnom rozpade
Premena prvkov pri rádioaktívnom rozpade
Pri α-rozpade emituje rádioaktívne jadro časticu,
ktorá obsahuje dva protóny a dva neutróny.
Pri β−-rozpade emituje rádioaktívne jadro elektrón.
V jadre nastáva rozpad neutrónu na elektrón a elektrónové antineutríno.
X→
A
Z
A −4
Z−2
1
0
Y + 42 He
A
Z
Nové jadro má o dva protóny a dva neutróny menej.
Príkladom α−žiariča je rádium:
226
88
4
Ra → 222
86 Rn + 2 He
n → 11 p + −01 e + ν e
X → Z A+1Y + −01 e + ν e
Nové jadro má o jeden protón viac.
Príkladom β−-žiariča je nestabilný uhlík:
14
6
C → 147 N + − 10 e + ν
Premena prvkov pri rádioaktívnom rozpade
Premena prvkov pri rádioaktívnom rozpade
Pri β+ -rozpade emituje rádioaktívne jadro pozitrón.
V jadre nastáva rozpad protónu na neutrón a elektrónové neutríno.
Pri γ rozpade emituje rádioaktívne jadro vysokoenergetický fotón γ.
1
1
A
Z
p → 10 n + +01 e + ν e
X → Z A−1Y + +01 e + ν e
Nové jadro má o jeden protón menej.
Príkladom β+-žiariča je nestabilný fosfor:
30
15
A
Z
X* →
A
Z
X+γ
V jadre sa nezmení počet nukleónov a protónov.
Príkladom γ-žiariča je nestabilný kobalt:
0
P → 30
14 Si + + 1 e + ν
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
60
27
60
Co * → 27
Co + γ
Riešte úlohu:
Určte zloženie jadra izotopu prvku, ktorý vznikne
z uránu 238
po štyroch rozpadoch α a po dvoch
92 U
rozpadoch β.
222
86
Rn
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Download

05-Prirodzena a umela radioaktivita.pdf