F9 – Radioaktivita

zpět

Radioaktivita 

 

Proč se atom nerozpadne?

  • V jádře přece na jednotlivé protony působí odpudivé síly!
  • Přesto drží pohromadě.
  • Ukazuje to na fakt, že v jádře musí působit obrovské přitažlivé jaderné síly, které jsou milionkrát větší něž síly odpudivé a svědčí o obrovské energii uvnitř jádra.

 

V roce 1896 francouzský fyzik A. H. Becquerel objevil, že uranová ruda zvaná smolinec (z českého Jáchymova) vyzařuje neviditelné záření.

Zjistil to po expozici fotografické desky, na kterou ten smolinec položil.

Schopnost některých látek samovolně vyzařovat neviditelné pronikavé záření byla nazvána radioaktivitou.

 

Uraninit (starší český název smolinec), UO2 (oxid uraničitý)

 

Manželé Curieovi (Marie Curie-Sklodowska + Pierre Curie) porovnali záření vycházející z čistého uranu a ze smolince a usoudili, že smolinec musí obsahovat ještě nějaké další prvky schopné vyzařovat toto záření.

qObjevili tak další dosud neznámé prvky – polonium a radium.

qVšichni tři dostali roku 1903 Nobelovu cenu.

 

Zpracovali celý vagon smolince a získali jen 0,1 g radia

 

Schopnost některých prvků vyzařovat toto záření se nazývá radioaktivita – přirozená nebo umělá.

qNěkteré nuklidy mají schopnost samovolně toto záření vyzařovat a mění se tak na jiné prvky. Jsou to přirozené radionuklidy – uran, rádium, v přírodě je jich asi 50.

qdůležitý je uran 238 (23892U) – jeho jadernou přeměnou vznikají další radionuklidy tak dlouho, dokud nevznikne stabilní radionuklid (izotop olova 206)

qmluvíme o radioaktivní přeměnové řadě

qčlenem přeměnové řady je i radium (mění se radon)

qvznikají také v přírodě působením kosmického záření

qněkteré jsou přítomny i v našem těle (draslík 40)

 

qNěkteré nuklidy k přeměně lze donutit nebo je lze vyrobit – umělé radionuklidy

q

qje jich několik tisíc

qpřipravují se v laboratořích v rektorech a urychlovačích

qhojně se využívání ve vědě, technice a lékařství

q

qproblematické je plutonium 239 (jedovaté)

qvzniká v jaderných reaktorech

qpoužívá se k výrobě jaderných zbraní

qmá poločas přeměny 24 000 let

qna světě se ho nashromáždilo již značné množství

 

Důležitou vlastností radionuklidů je:

poločas přeměny – doba za kterou se přemění polovina z celkového počtu jader v daném množství radionuklidu.

qRadon – 3,8 dne

qRadium – 1 620 let

qUran 238 – 4,5 miliardy let

qJedovaté plutonium 239 – 24 000 let

qRadiouhlík C 14 – 5 730 let

 

Jádra radionuklidů mohou vyzařovat pronikavé záření několika druhů.

qzáření alfa

qzáření beta

qzáření gama

Liší se svou pronikavostí !

 

Záření alfa (α)

qje proudem částic alfa

qjsou to jádra atomu 42He

qskládají se ze 2p+ a 2 n0

qtoto záření pohlcuje již tenký list papíru nebo tenká vrstva vzduchu

qnebezpečné je-li radionuklid (vydávající toto záření) vdechnut nebo pozřen

qproto je nebezpečné vdechování radioaktivního plynu radonu (shromažďuje se v nevětraných prostorách, možnost výskytu rakoviny)

qpřesto jsou jeho vlastnosti využívány také k léčení (působení v určitých dávkách aktivuje obranné mechanismy buněk, ČR – Lázně Jáchymov)

 

Záření beta (β)

qje tvořeno záporně nabitými

      elektrony ) nebo kladně nabitými

      částicemi pozitrony +) (mají stejnou hmotnost jako elektrony)

qvznikají při radioaktivním rozpadu

qletí rychlostí blízkou rychlosti světla

qpronikavost beta záření je větší než u alfa částic (pronikají materiály s nízkou hustotou nebo malou tloušťkou)

qk jejich zastavení stačí vrstva vzduchu silná 1 m nebo kovu o šířce 1 mm (např. hliníkový plech)

 

Záření gama (γ)

qje krátkovlnné elektromagnetické

záření (méně než 300 pm)

qvzniká při radioaktivních a jiných jaderných a subjaderných dějích

qlze je pohltit vrstvou olova

qdo materiálů proniká lépe než záření alfa nebo záření beta, ale je méně ionizující

qzáření γ objevil francouzský chemik a fyzik Paul Ulrich Villard roku 1900 při studiu uranu.

 

Záření neutronové

qtvoří proud letících neutronů

qvzniká v jaderných bombách a jaderných reaktorech

qneutrony se uvolňují při jaderném štěpení nebo fúzi, následně interagují s jádry dalších atomů a vytvářejí tak nové izotopy

qje nejpronikavější

qochránit nás může silná vrstva vody nebo betonu

 

zpět