Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


Ѕудова €дра атома. ¬иди розпаду




–ад≥оактивн≥сть - це здатн≥сть €дер атом≥в х≥м≥чних елемент≥в самочинно перетворюватис€ на €дра атом≥в ≥нших х≥м≥чних елемент≥в з вид≥ленн€м енерг≥њ у вигл€д≥ ≥он≥зуючих випром≥нювань.

«г≥дно загальновизнаноњ теор≥њ будови атомного €дра, розробленоњ у 1932 роц≥ ƒ.≤ваненко разом з ≈.√апоном, €дро Ц це складна квантово-механ≥чна система, €ка складаЇтьс€ з нуклон≥в: протон≥в, нейтрон≥в та ≥нших частинок, що утримуютьс€ разом завд€ки внутр≥шньо€дерним силам зчепленн€.

ѕротон - елементарна частинка з масою 1,67х10-24г ≥ зар€дом +1.

Ќейтрон - електронейтральна елементарна частинка з ма≠сою 1,009 атомних одиниць маси.

≈лектрон - елементарна частинка у стан≥ спокою маЇ масу 0,9х10-27г ≥ маЇ зар€д -1 (ƒж.“омпсон, 1897).

ѕозитрон - маЇ таку ж масу, €к ≥ маса електрона, а зар€д +1 ( .јндерсон, 1932).

 ≥льк≥сть протон≥в у €др≥ в≥дпов≥даЇ номеру х≥м≥чного еле≠мента у пер≥одичн≥й таблиц≥ ƒ.≤.ћенделЇЇва та к≥лькост≥ елек≠трон≥в на орб≥тах, ≥ тому атом електронейтральний. якщо в атом≥ протон перетворюЇтьс€ в нейтрон, або навпаки, то вини≠каЇ атом ≥ншого елемента. —ума протон≥в ≥ нейтрон≥в в атом≥ називаЇтьс€ масовим числом.

 

јтоми даного х≥м≥чного елементу, що мають р≥зну к≥льк≥сть нейтрон≥в, називають ≥зотопами (≥зос - р≥вний, топос - м≥сце), тобто р≥зновиди атома, €к≥ мають однакове м≥сце в пер≥одичн≥й таблиц≥ ≥ належать до того самого х≥м≥чного елементу. Ѕудь-€ка р≥зновидн≥сть атом≥в називаЇтьс€ нукл≥дом.

Ќестаб≥льн≥ атоми мають властивост≥ перетворюватись ≥з одного атому в ≥нший, що Ї рад≥оактивним перетворенн€м. –озр≥зн€ють дек≥лька вид≥в рад≥оактивних перетворень:

1. јльфа розпад властивий дл€ важких атом≥в з атом≠ними номерами б≥льше 83, а також дл€ багатьох рад≥оактивних ≥зотоп≥в р≥дкоземельних елемент≥в. ¬≥н супроводжуЇтьс€ ви≠кидом з €дра €дер атома гел≥ю (Ќе). “еор≥€ альфа-розпаду створена в 1928 р. √.√амовим та –.√енр≥.

ѕри альфа-роз≠пад≥ материнське €дро перетворюЇтьс€ в доч≥рнЇ, виникаЇ но≠вий нукл≥д, що розташований на дв≥ кл≥тини вл≥во у пер≥о≠дичн≥й таблиц≥ ƒ.≤.ћенделЇЇва ≥ маЇ масо≠ве число на 4 одиниц≥ менше Ц перший закон рад≥оактивного розпаду. ≠

 

 
 

 

 


“акий вид роз≠паду може не супро≠воджуватись гамма-випром≥нюванн€м (чист≥ альфа-випром≥нювач≥). ¬≥домо б≥льше 200 альфа-випром≥≠нювач≥в.

 
 

2. ≈лектронний бета-розпад власти≠вий рад≥онукл≥дам, що мають в €др≥ ней≠трон≥в б≥льше, н≥ж протон≥в. ћате≠ринське €дро перехо≠дить в ≥зобарне доч≥рнЇ €дро ≥ вип≠ром≥нюЇтьс€ одна бета-частинка. ѕри цьому утворюютьс€ атоми х≥м≥чного елемента, зар€д €дра €кого на 1 б≥льше Ц другий закон рад≥оактивного зм≥щенн€.

 
 

¬ипром≥нюванн€ гамма-квант≥в маЇ м≥сце в тому раз≥, €кщо доч≥рнЇ €дро виникаЇ у збудженому стан≥, тому при цьому вид≥ розпаду гамма-випром≥нюванн€ обов'€зкове. якщо воно в≥дсутнЇ, материнський нукл≥д вважають УчистимФ бета-випром≥нювачем. “еор≥€ електронного бета-розпаду розроблена ≈.‘ерм≥ в 1934 р. “иповими бета Ц випром≥нювачами Ї: 90Sr; 32P; 35S; 14C.

       
   
 
 

3. ѕозитронний бета-розпад властивий нейтронодеф≥цитним €драм. ѕри цьому материнське €дро перетворюЇтьс€ в ≥зобарне доч≥рнЇ €дро ≥ утворюютьс€ атоми х≥м≥чного елемента, що маЇ на один протон менше, оск≠≥льки один протон перетворюЇтьс€ в нейтрон Ц трет≥й закон рад≥оактивного зм≥щенн€. ѕри цьому розпад≥ також може мати м≥сце гамма-випром≥ню≠ванн€. ÷ей вид розпаду було в≥дкрито в 1934р. ‘редер≥ком ≥ ≤рен ∆ол≥о- юр≥ при вивченн≥ њми штучноњ рад≥оактивност≥.

ѕ≥д час вивченн€ процес≥в рад≥оактивного розпаду було вста≠новлено, що €дра рад≥онукл≥ду розпадаютьс€ не одночасно, а в кожну одиницю часу розпадаЇтьс€ лише де€ка частина в≥д загальноњ к≥лькост≥ рад≥оактивних атом≥в. ÷е незм≥нний дл€ кожного рад≥онукл≥ду показник, €кий характеризуЇ ймов≥рн≥сть розпаду (тобто €ка частина атом≥в перетворюЇтьс€ за 1сек) ≥ називаЇтьс€ сталою розпаду (константою) ≥ позначаЇтьс€ л≥терою l, а пер≥од, за €кий розпадаЇтьс€ половина рад≥оактив≠них атом≥в цього виду, називаЇтьс€ пер≥одом нап≥врозпаду ≥ позначаЇтьс€ л≥терою . –ад≥оактивн≥ речовини, що мають менше 15 д≥б, прийн€то вважати короткоживучими, б≥льше 15 д≥б Ч довгоживучими. ¬ид≥л€ють ще ≥ ультракороткоживуч≥ з “ р≥вним секундам - хвилинам.

≤снуЇ закон, €кий визначаЇ к≥льк≥сну характеристику €ви≠ща рад≥оактивного розпаду, тобто об'ЇднуЇ вс≥ види рад≥оак≠тивного розпаду ≥ Ї сп≥льним дл€ будь-€кого рад≥онукл≥да. ÷е основний закон рад≥оактивного розпаду: за однаков≥ пром≥жки часу в≥дбуваЇтьс€ €дерне перетворенн€ однаковоњ частки нест≥й≠ких атом≥в рад≥оактивноњ речовини.

 

1. ƒжерела ≥онизизуючих випром≥нювань та види рад≥оактивних розпад≥в.

ƒ∆≈–≈Ћјћ» ≤ќЌ≤«”ё„»’ ¬»ѕ–ќћ≤Ќё¬јЌ№ (≤¬) можуть бути €дра атом≥в природно рад≥оактивних речовин, €к≥ ≥снують в природ≥ ≥ розташован≥ у к≥нц≥ таблиц≥ ƒ.≤.ћенделеева (z>83). ”с≥ ц≥ елементи утворюютьс€ €к насл≥док посл≥довних рад≥оактивних перетворювань ≥ складають –јƒ≤ќј “»¬Ќ≤ –ќƒ»Ќ» ( њх 4):

1) родина урану U23892;

2) родина тор≥ю Th23290;

3) родина актин≥ю јс23592;

4) родина плутон≥ю Pu23994 Ц отримано штучним шл€хом (штучно рад≥оактивн≥, це елементи €к≥ набули цю ознаку неприродним шл€хом).

 

ѓх головами Ї елементи з максимальним подковим номером, а к≥нцевим членом Ц стабильний елемент свинець (Pb). Ќа сьогодн≥шн≥й час встановлен≥ наступн≥ види рад≥оактивного розпаду та перетворювань атомних €дер: альфа-розпад, бета-розпад, електронне захопленн€, внутр≥шн€ конверс≥€, ≥зомерн≥ перех≥ди, под≥л важких €дер, синтез легких €дер.

ƒл€ л≥куванн€ використовують рад≥онукл≥ди (р/н), €ким притаманн≥ перш≥ пТ€ть €дерних перетворювань. ” €др≥ протон та нейтрон з б≥льшою частотою (10-23 с) обм≥нюютьс€ п≥-мезонами, перетворюючись одне на одного. ѓх вважають двома станами одн≥Їњ €дерноњ частки Ц нуклону. Ќестаб≥льн≥сть €дер може бути подв≥йною: або надлишок, або недостатн≥сть нейтрон≥в.

α-рад≥оактивними Ї €дра атом≥в важких елемент≥в з надлишком у €драх ≥ протон≥в ≥ нейтрон≥в. ѕри цьому розпад≥ отримуЇтьс€ новий елемент, номер котрого менше на 2, а маса на 4 одиниц≥ н≥ж бтьк≥вський. ÷е 1-й закон рад≥оактивного розпаду.

β- рад≥оактивними це атоми, в €драх котрих мають надлишок або недостатн≥сть нейтрон≥в. ¬≥н притаманний €к природно рад≥оактивним, так ≥ штучним р/н. ядра, утворенн≥ таким шл€хом дають €к насл≥док ≥зобари (елементи, атоми котрих мають однакову масу, але р≥зний зар€д), к≥льк≥сть зар€д≥в котрих зб≥льшуЇтьс€ на 1 (при β-). ÷е 2-й закон рад≥оактивного розпаду.

јбо зменьшуЇтьс€ на 1 (при β+). ÷е 3-й закон рад≥оактивного розпаду.

як α- так ≥ β- розпади супроводжуютьс€ γ-випром≥ненн€м. „аст≥ше це прот≥каЇ дуже швидкоплинно, але ≥нод≥ збуджений р≥вень нукл≥ду маЇ б≥льш тривале житт€ (хвилини або години). ÷е метастаб≥льний стан €дру (m). “ак≥ р/н випром≥нюють лише γ-промен≥ (наприклад, 99m“с), що ≥ використовують дл€ д≥агностики та л≥куванн€ в насл≥док невеликого дозного навантаженн€ та можливост≥ отримувати њх у генераторних системах в лабораторних умовах (наприклад, генератор 99m“с Ц мол≥бден 99ћо). α-випром≥нююч≥ р/н не взмоз≥ бути β-випром≥нювачами ≥ навпаки.

 

≤«ќ“ќѕ» (грец. Ђзаймаюч≥ однаков≥ м≥сц€ї) Ц речовини, €дра атом≥в котрих мають однакову к≥льк≥сть протон≥в, але р≥зну к≥льк≥сть нейтрон≥в. Ќа тепер≥шн≥й час отриман≥ ≥зотопи ус≥х х≥м≥чних елемент≥в таблиц≥ ћенделеева, але не ус≥ з них рад≥оактивн≥.

ќсновну характеристику рад≥оактивноњ речовини становить його ф≥зичний пер≥од нап≥врозпаду (“1/2ф≥з.) Ц час, за котрий розпадаетьс€ половина атом≥в р/н.  р≥м того ще е б≥олог≥чний пер≥од нап≥врозпаду (“1/2б≥ол.) Ц час, за котрий з орган≥зму виводитьс€ половина р/н та ефективний пер≥од нап≥врозпаду (“1/2еф.) Ц сума двох попередн≥х. Ќаприклад, “1/2 ф≥з. урану б≥л€ 5 млрд. рок≥в, рад≥ю Ц 1590 рок≥в, радону Ц к≥лька д≥б, рад≥ю ј Ц к≥лька хвилин, рад≥ю — Ц 10-4 сек. Ќ≥що не взмоз≥ зруйнувати атоми стаб≥льних елемент≥в. ј рад≥оактивн≥ атоми, навпаки, руйнуютьс€ самост≥йно, ≥ н≥€к≥ умови (н≥ “0—, н≥ тиск) не взмоз≥ њх зупинити, або прискорити, або затримати цей процес. ќдиниц€, дл€ вим≥ру енерг≥њ €дерних часток це ЁЋ≈ “–ќЌ¬ќЋ№“ (Ё¬) Ц це к≥нетична енерг≥€ електрону, котрий пройшов р≥зницю потенц≥ал≥в в 1 вольт. 1 эв = 1,6 х 10-19 ƒж.

 улон ( л) = 6,2 х 1018 електрон≥в.

јктивн≥сть Ц к≥льк≥сне вим≥рюванн€ рад≥оактивноњ речовини. ѓњ системна одиниц€ - Ѕк (Ѕеккерель) - 1 розпад за 1 секунду. ѕозасистемна -  и ( юр≥) - 3,7 х 1010 розпад≥ за секунду. 1  и = 3,7 х 1010 Ѕк.

 

 

’арактеристика доз.

–озр≥зн€ють опром≥ненн€:

- зовн≥шне Ц в≥д джерела котре розташовано зовн≥

- внутр≥шне Ц €к насл≥док розпаду ≥нкорпорованих в органах та тканинах рад≥оактивних речовин.

Ћетальна доза (Ћƒ) -к≥льк≥сть ≤¬, отримане ус≥Їю поверхнею т≥ла, вона загибельна дл€ людини або тварини. Ћƒ дл€ ус≥х савц≥в = 10 √р.

ѕорогова доза (ѕƒ) -м≥н≥мальна доза опром≥ненн€, нижче котр≥й ефект ушкодженн€ не ви€вл€Їтьс€. ƒл€ людини ѕƒ = 1 √р.

 

—ередн€ летальна доза (Ћƒ50) Ц к≥льк≥сть рад≥ац≥њ, отримананою ус≥Їю поверхнею т≥ла та причин€ючи загибель у 50% випадк≥в. Ћƒ50 дл€ людини складаЇ 4-5 √р.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 962 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ћибо вы управл€ете вашим днем, либо день управл€ет вами. © ƒжим –он
==> читать все изречени€...

2071 - | 1808 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.029 с.