Радиоактивность. Строение атомного ядра. Радиоактивные превращения. Альфа-, бета-, гамма-распад: правило смещения. Закон радиоактивного распада и его статистический характер

Урок № 60-169 Урок № 60-169 Радиоактивность. Строение атомного ядра. Радиоактивные превращения. Альфа-, бета-, гамма-распад: правило смещения. Закон радиоактивного распада и его статистический характер.

Радиоактивность — явление самопроизвольного превращения атомных ядер одного элемента в ядра другого

1896г.

А.Беккерель (фр.)

М. и П. Кюри (фр.)

Э.Резерфорд (англ.)

Радиоактивность сопровождается переходом ядра в другое состояние и изменением его параметров.

При радио­активном распаде происходит цепочка последова­тельных превращений атомов, ядро претерпевает превращения.

Строение атомного ядра. Протонно-нейтронная модель ядра. Заряд и массовое число.

Атомное ядро состоит из элементарных частиц – нуклонов: протоны (р) + нейтроны (n)

Нуклон — общее назва­ние протона и нейтрона.

Протон (р) заряжен положительно; q _р==1,6 ·^{10 -19} Кл.

Нейтрон (n) – нейтральная частица.

Общее число протонов и нейтронов в атоме — массовое число и обозначается А: А = Z + n.

Масса покоя т_e = 9,109-10^-31 кг; т_p = 1,673-10^-27 кг; т_n = 1,675-10^-27 кг

Обозначение ядра:

Х – обозначение химического элемента

А – массовое число (число нуклонов)

Z – зарядовое число (число протонов) совпадает с порядковым номером химического элемента в таблице Д. И. Менделеева

Радиоактивные превращения. α-, β-, γ-распад. Правило смещения.

Превращения ядер подчи­няются так называемому правилу смещения, сфор­мулированному впервые Содди: сумма зарядов (а так же массовых чисел) продуктов распада равна заряду (массовому числу) исходного ядра. Это вытекает из закона сохранения электрического заряда и массового числа.

α – распад : Не. Реакция α-распада:

–α-частица — ядро атома гелия

– характерен для радиоактивных элементов с порядковым номером больше 83

– обязательно выполняется закон сохранения массового и зарядового числа.

– часто сопровождается гамма-излучением.

Физический смысл реакции: При α -распаде одного химического элемента образуется другой химический элемент, который в таблице Менделеева расположен на 2 клетки ближе к её началу, чем исходный.

β-распад: . Реакция β-распада:

– бета-частица (электрон).

– часто сопровождается гамма-излучением.

– обязательно должен выполняться закон сохранения массового и зарядового числа.

– может сопровождаться образованием антинейтрино ( легких электрически нейтральных частиц, обладающих большой проникающей способностью).

Физический смысл реакции: После β-распада эле­мент смещается

на одну клетку ближе к концу периодической системы.

Гамма-излучение не сопровождается изменени­ем заряда; масса ядра меняется ничтожно мало.

Правила смещения показывают, что при радио­активном распаде сохраняется электрический за­ряд и приближенно сохраняется относительная атомная масса ядер. Возникшие при радиоактивном распаде ядра обычно тоже радиоактивны.

Закон радиоактивного распада. Период полураспада.

Период полураспа­да Т — это время, в течение которого распадается половина наличного числа радиоактивных ато­мов. Это основная величина, определяющая скорость радиоактивного распа­да. Для разных веществ эта скорость может от­личаться очень существенно.

Закон радиоактивного распада: N=N·2, где N— число радиоактивных атомов в на­чальный момент времени t= 0. По этой формуле находят число нераспавшихся атомов N в любой момент времени.

Активность радиоактивного элемента — величина а, равная количеству ядер, распадающихся за единицу времени. Если в начальный момент времени имелось N ядер данного радиоактивного элемента, а по прошествии времени t их осталось N, то активность а может быть определены выражением: а==, где ∆N= N₀ –N.

Активность радиоактивного препарата в процессе распада ядер непрерывно уменьшается по закону, аналогичному закону радиоактивного распада: а = а ·, где а₀ – активность в на­чальный момент времени t, Т- период полураспада данного элемента.

Экзаменационные вопросы

60. Какая частица высвобождается при ядерной реакции: + → + x ?

А. Б. . В . . Г. Д. . Е. .

61. Определите второй продукт х ядерной реакции: + → + x ?

А. ; Б. ; В. р; Г. ; Д. .

62. Какая частица высвобождается при ядерной реакции: →+Х

А. Б. . В . Г. . Д. . Е. .

Задачи. Радиоактивность.

1. Определите число нуклонов в составе следующих элементов: – водород, – дейтерий,

— тритий, -литий, – кислород, — изотоп кислорода, — изотоп кислорода,

2. Определить состав следующих ядер: _, , _{, , , , .}

3. Какая частица выбрасывается при бомбардировке изотопа бора α – частицами, если образуется изотоп азота ?

4. Ядро радона испустило α – частицу. В ядро какого элемента превратилось ядро радона?

5. Какой изотоп образуется из урана после двух β – и одного α – распада?

6. Ядро изотопа висмута получилось из другого ядра после одного α – распада и одного β – распада. Что это за ядро?

7. Ядро какого элемента получается при взаимодействии нейтрона с протоном (сопровождающимся выделением γ – кванта).

8. Период полураспада ядер изотопа йода – 8 суток. Сколько радиоактивных ядер этого изотопа останется в образце через 80 суток, если начальное количество радиоактивных ядер равно 10 ⁹?

9. Радиоактивный атом тория в результате α и β – распадов превратился в атом . Сколько произошло α и β – распадов?

10. Масса радиоактивного изотопа серебра уменьшилась в 8 раз за 810 суток. Определить период полураспада радиоактивного серебра.

11. Активность радиоактивного элемента уменьшилась в 4 раза за 8 дней. Каков период полураспада?

https://megapost.info/promo/fra/