Радиоактивность определение: Радиоактивность

Posted on by alexxlab

Содержание

Радиоактивность

Радиоактивность


Radioactivity

    Радиоактивность – самопроизвольные превращения атомных ядер, сопровождающиеся испусканием элементарных частиц или более лёгких ядер. Ядра, подверженные таким превращениям, называют радиоактивными, а процесс превращения – радиоактивным распадом.
    Радиоактивный распад возможен только тогда, когда он энергетически выгоден, т.е. сопровождается выделением энергии. Условием этого является превышение массы М исходного ядра суммы масс mi продуктов распада, т.е. неравенство

M >∑mi.

    Из около 3000 известных ядер (большинство из них получено искусственно) лишь 264 не являются радиоактивными. Основными видами радиоактивного распада являются альфа-распад (испускание ядрами альфа-частиц), бета-распад (испускание (или поглощение) электрона, а также антинейтрино, или испускание позитрона и нейтрино), гамма-распад (испускание гамма-квантов) и спонтанное деление (распад ядра на два осколка сравнимой массы).

К более редким видам радиоактивного распада относятся испускание ядрами одного или двух нуклонов, а также испускание фрагментов (кластеров) – лёгких ядер от 12С до 32S. Во всех видах радиоактивности (кроме гамма-радиоактивности) изменяется состав ядра – число протонов Z , массовое число А или и то и другое.
    Важнейшей характеристикой радиоактивности является закон радиоактивного распада, показывающий как со временем t изменяется (в среднем) число N радиоактивных ядер в образце

N(t) = N0e–λt,

где N0 – число исходных ядер в начальный момент (момент их образования или начала наблюдения), а λ – постоянная распада (вероятность распада радиоактивного ядра в единицу времени). Через эту постоянную можно выразить среднее время жизни радиоактивного ядра τ = 1/λ, а также период полураспада T

1/2 = ln2/τ. Период полураспада наглядно характеризует скорость распада, показывая за какое время число радиоактивных ядер в образце уменьшится вдвое.
    Следует подчеркнуть, что процесс радиоактивного распада (как и все процессы в микромире) это случайный процесс и можно говорить лишь о вероятности его протекания. Так если в образце N радиоактивных ядер, то в единицу времени не обязательно произойдёт λN актов радиоактивного распада. Это число может быть и больше и меньше λN, которое в данном случае является лишь средним (математическим ожиданием).
    На характеристики радиоактивного распада, в частности его скорость (период полураспада), оказывают существенное влияние силы (взаимодействия), вызывающие распад. Альфа-распад изначально вызывается сильным взаимодействием, но его скорость определяется кулоновским барьером (электромагнитным взаимодействием). Бета-распад вызывается слабым взаимодействием, а гамма-распад – электромагнитным.
    Явление радиоактивности открыто в 1896 г. А. Беккерелем. В 1899 г. Э. Резерфорд открыл, что уран излучает положительно заряженные частицы (α-частицы) и отрицательно заряженные β-частицы (электроны). В 1900 г. П. Виллард открыл нейтральные частицы (γ-кванты) при изучении распада урана. Спонтанное деление ядер открыто в 1940 г. К.А. Петржаком и Г.Н. Флёровым.

См. также

Радиоактивный распад — Экскурсии с Chernobyl Zone

Радиоактивный распад — изменение состава нестабильных атомных ядер. Ядра спонтанно распадаются на ядерные фрагменты и элементарные частицы (продукты распада). Часть элементов имеет хотя бы один стабильный (не радиоактивный)

изотоп, радиоактивны же все элементы с порядковым номером после 82 и нестабильные изотопы более легких элементов (изотопы — разновидности элемента с одинаковым количеством протонов и разным числом нейтронов).

Альфа-распад сопровождается испусканием альфа-частиц — ядер гелия, состоящих из двух протонов и двух нейтронов. Вследствие того, что число в атоме понижается, ядро превращается в ядро другого элемента, отстоящего в таблице Менделеева на две позиции назад. Альфа-частицы самые тяжелые, но именно по этой причине защита от них очень проста — они тормозятся даже воздухом. Реальную опасность для человека альфа-частицы представляют только при попадании в организм с воздухом, водой или пищей.

При бета-распаде испускается бета-частица — электрон (и антинейтрино). Ядро элемента также изменяется, но на одну позицию вперед в таблице. Бета-частицы также опасны при попадании в организм, дополнительно длительный контакт кожи с бета-источником может вызвать существенные радиоактивные ожоги.

Третий основной вид радиоактивного распада — гамма-распад, сопровождающийся излучением фотонов высоких энергий (гамма-лучи). Гамма-излучение часто сопровождает альфа- и бета- распад. Защита от гамма-лучей крайне сложна, но они сопровождают жизнь на Земле всю историю существования планеты. То есть, каждый человек ежесекундно подвергается воздействию гамма-лучей. Природное, не обусловленное техногенным влиянием человека, гамма-излучение не слишком велико в большинстве мест планеты.

Природные изотопы также переживают и

альфа-, и бета-распад. Существует термин «банановый эквивалент» – радиоактивность одного банана. Бананы от природы содержат очень много радиоизотопа калия-40, в грамме которого происходит в среднем 32 бета-распада в секунду. Природный уровень радиации также выше среднего в какао-бобах, орехах, картофеле, некоторых других продуктах. С продуктами питания человек получает около 10% годовой дозы — это около 40 миллибэр.
Процесс распада происходит до тех пор, пока ядро не превратится в ядро стабильного элемента.

Ионизирующее излучение — микрочастицы и физические поля, способные ионизировать вещество. К нему относят альфа– и бета-частицы, и гамма-излучения. Соответственно, ионизирующее излучение происходит при распаде радиоактивных элементов. Существует в природе в том числе и от спонтанного распада ядер нестабильных изотопов, активно используется в различных отраслях деятельности человека (рентгенография, лучевая терапия,  датчики пожара, ядерные реакторы и ускорители элементарных частиц, и др.).

Период полураспада — время, за которое распадется половина радиоактивных ядер вещества. Является константой для каждого радиоизотопа. Существует ошибочное мнение, что за два периода полураспада распадутся все ядра. На самом деле, по окончанию первого периода распадется ? ядер, по окончанию второго — половина от оставшегося количества, то есть, ?, по окончанию третьего — 1/8, и так далее. При этом будет уменьшаться и излучение от вещества. Но при наличии альфа- и бета- распадов ядра вещества будут образовывать ядра других элементов, у которых активность и период полураспада могут сильно отличаться от материнских ядер.

Доза радиоактивного излучения
Экспозиционная доза — энергия излучения, ионизирующая сухой воздух при нормальном атмосферном давлении (облучаем воздух).

Единицы измерения: системная — кулон на килограмм (Кл/кг), внесистемная — рентген (Р). 1 Кл/кг = 3876 Р . Экспозиционная доза — величина, на практике применяемая нечасто, так как не дает представления о мере воздействия излучения на разные вещества.

Поглощенная доза — энергия излучения, поглощенная единицей массы любого вещества (облучаем что-то). Единицы измерения: системная — Грей (Гр), внесистемная — рад. 1 Гр=100 рад. Поглощенная доза, в свою очередь, не дает возможности точно оценить воздействие излучения на биологические ткани.

Эквивалентная доза — поглощенная доза, умноженная на коэффициент относительной биологической эффективности (облучаем биологическую ткань разными видами излучения). Дело в том, что разные виды распада оказывают неодинаковое влияние на организм. Более тяжелые альфа-частицы действуют на живые клетки губительнее более легких бета-частиц. Разница воздействия и выражается в коэффициенте ОБЭ. Единицы измерения: системная — зиверт (Зв), внесистемная — бэр.

1 Зв = 100 бэр.

Эффективная доза — сумма произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие коэффициенты (облучаем все тело человека). Разные органы по-разному реагируют на облучения с точки зрения отдаленных последствий. Например, облучение половых желез опасно из-за риска генетических поломок, поэтому коэффициент для них установлен выше. Эффективная доза также измеряется в зивертах и бэрах.

Мощность дозы — приращение дозы за единицу времени. Единица измерения зависит от измеряемой дозы. Например, для эквивалентной и эффективной дозы системная единица — зиверт в час (Зв/ч), для экспозиционной — рентген в час (Р/ч).

Дозы можно определять и по степени воздействия на организм. Пороговая — доза, ниже которой не выявлены проявления облучения. Предельно допустимая — максимальное значение полученного облучения за год, при которой равномерное облучение в течение 50 лет не выявляет негативных последствий. Минимально летальная — вызывающая летальный исход при облучении. При определении дозы обязательно нужно учитывать время облучения (экспозиции). Доза в 50 зиверт, полученная за секунды или даже минуты, приведет к острой лучевой болезни, полученная за 10 лет — может не вызвать никаких диагностируемых последствий.

Основные единицы измерения радиоактивности.
Рентген — внесистемная единица  измерения дозы излучения (экспозиционной). 1 Р приблизительно равен 0,0098 Зв . В настоящее время используется в некоторых бытовых дозиметрах, хотя корректнее использовать

зиверты.

Грей — системная единица измерения дозы излучения (поглощенной). 1 грей поглощает 1 килограмм вещества при получении 1 джоуля энергии: Гр = Дж / кг = м? / с? . В бытовых дозиметрах как единица измерения используется крайне редко.

Рад — внесистемная единица измерения дозы излучения (поглощенной). 1 рад — доза при которой вещество в 1 грамм получает 100 эрг энергии. В бытовых дозиметрах не используется. 1 Гр = 100 рад

Зиверт — системная единица измерения дозы излучения (эквивалентной и эффективной). 1 зиверт  – энергия, полученная 1 килограммом биологической ткани, равное по воздействию дозе излучения в 1 грей: Зв = Дж / кг =  м? / с? . Основная единица измерения в дозиметрах.

Бэр — внесистемная единица измерения дозы излучения (эквивалентной и эффективной), биологический эквивалент рентгена. 1 бэр — это такое облучение организма, при котором те же эффекты, что и при экспозиционной дозе 1 рентген. Является устаревшей и практически не используется.

Беккерель — системная единица измерения активности источника. Определяется как активность источника, при которой происходит один распад в секунду (в среднем). Выражается как Бк = с?1 . Это очень маленькая единица измерения, поэтому обычно она используется с кратными приставками.

Кюри — внесистемная единица измерения активности источника. 1 Ки = 3,7•1010 Бк , то есть, 1 кюри — это 3,7•1010 распадов в секунду.

Post Views: 1 435


Вам также может понравиться

Радиационные

Радиационные

  1. Главная
  2. ЧС
  3. Радиационные

 

1. Введение

Радиация может быть естественного или искусственного происхождения. Она берет начало от трансформации структуры материи, выделяющей ионизирующие лучи (альфа, бета, гамма частицы), которые представляют собой наибольшую опасность для человека и окружающей среды. В зависимости от полученной силы ионизирующего излучения, можно различать видимые биологические повреждения разной степени тяжести (ожоги, органические поражения) и последствия, которые проявляются спустя много лет, например, злокачественные образования или генетические пороки развития. Поэтому важно не подвергать людей и окружающую среду ионизирующим излучением путем предотвращения или ограничения ненужного повышения уровня радиации или сведения его к минимуму. В зависимости от характера излучения, заражение может иметь временный, локальный или продолжительный эффект и распространяться на обширные территории, в зависимости от метеорологических условий (распространение частиц ветром). Источники радиации могут быть самыми разнообразными и возникать на производстве, при транспортировке и хранении радиоактивных веществ, от ядерной аварии, террористического акта, падения спутника, неисправностей на атомной электростанции, а также вследстивие безответственного хранения ядерных отходов и оружия. Применение ядерного оружия может повлечь за собой угрозу и катастрофу для человечества. Первичная и вторичная радиоактивность (выпадение радиоактивных осадков), провоцируемая таким оружием, дополняется разрушительными действиями электромагнитных излучений, светящимися, термическими и механическими эффектами давления. .


2. Предупреждающие и защитные меры

При нынешнем научно-техническом развитии, можно предотвратить вредные последствия радиации и защититься от них. Для этого в законе указываются меры, которые должны соблюдаться в целях защиты людей и окружающей среды от непреднамеренной или преднамеренной утечки ионизирующих излучений из различных известных источников. Другими словами, необходимо, издать законы, направленные на защиту от радиации и мирного использования атомной энергии, и, при необходимости, на защиту населения в случае использования атомного оружия на территории страны или за ее границей во время военного конфликта. Для защиты против радиации необходимо обязать всех потребителей и владельцев радиоактивных веществ любого рода, а также тех, кто несет ответственность за установку приборов, излучающих ионизирующие лучи, принять всевозможные меры для защиты жизни и физической неприкосновенности лиц, подвергающихся излучению. К мерам предосторожности относят следующие аспекты: — Определение и соблюдение допустимых пределов воздействия радиации. — Принятие мер медицинского характера для лиц, подвергшихся воздействию радиации по роду деятельности. — Медицинское применение радиации. — Привлечение к ответственности предприятия, которые используют излучение в исследовательских целях, а также контроль утилизации радиоактивных отходов. — Наблюдение за окружающей средой и защита населения в тех местах, где предполагается усиление излучения. — Проверка радиактивности пищевых продуктов. В случае достижения радиацией опасного уровня, эффективная защита населения, окружающей среды и области, прилегающей к АЭС, может быть достигнута лишь путем осуществления постоянных и взаимодополняющих защитных мер. Чрезвычайные службы созданы для того, чтобы защищать население во время войн с использованием атомного или химического оружия. Чрезвычайные службы, в случае повышения радиоактивности, должны находиться в непосредственном подчинении правительства (Министерство внутренних дел), которое обеспечивает общую координацию профилактических и защитных мер. Информационный центр в сотрудничестве с региональными и заграничными властями, а также компетентными предприятиями и службами безопасности занимается непрерывным мониторингом и проводит оценку окружающей среды на наличие радиоактивности. Использование общенациональной сети объясняется необходимостью обнаружения излучения и определения мер ликвидации радиоактивных и токсичных химических веществ. Служба гражданской защиты даёт сигнал тревоги посредством сети сирен, в то время как правительство инструктирует население по радио о том, как реагировать и вести себя при утечки радиации. Безопасность ядерных установок обеспечивается, главным образом, мерами предосторожности, такими как наличие защитных корпусов горючих элементов, защита бака давления реактора, прошивка корпуса сталью и наличие бетонного забора безопасности вокруг завода. В случае серьезной аварии, например, при выбросе инертных газов и частиц, радиус оповещения сирены достигает 5-20 км и распространяется по всей площади поражения, либо в отдельных ее секторах. .


3. Аварийно-спасательные работы и защита населения

В случае возникновения радиационной угрозы для людей и окружающей среды, ответственный за ядерное сооружение и чрезвычайные службы немедленно реализуют следующие аварийно-спасательные мероприятия: — Как можно быстрее устранить неполадки и принять меры безопасности, способствующие снижению вредного воздействия. — Немедленно оповестить федеральные, региональные и местные административные органы. Национальный центр тревоги, в качестве постоянного органа мониторинга радиоактивности, будет предупрежден первым. Затем Центр оповестит чрезвычайные службы, которые приступят к оценке радиационной обстановки при помощи различных сервисов и устройств, и предложат меры по ликвидации и спасению. Важно немедленно оповестить население при любом повышении радиации и опубликовать официальные правила поведения, которым необходимо следовать. К высокой степени защиты относится предоставление убежища в приютах или подвалах гражданской обороны и соблюдение правил индивидуальной и общей защиты. В случае ядерной катастрофы, такой как ядерный взрыв, чрезвычайные службы осуществляют охрану, поиск, спасение и помощь (предметы снабжения, медицинская помощь, эвакуация) на местном или региональном уровнях с возложением ответственности на политические власти и их органы управления, которые обеспечивают согласованное использование имеющихся гражданских и военных средств ликвидации (оборудование, материалы и т.д.). Что касается радиации, техническая координация должна быть обеспечена специалистами в области ядерной защиты, быть доступной на всех уровнях, а также быть частью всех чрезвычайных служб. Международное сотрудничество будет обеспечиваться с помощью Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), которое располагается в Вене (Австрия)..


4. Инструкции для населения

4.1 Общие меры предосторожности и безопасности

— Соблюдать правила, касающиеся производства, транспортировки, обработки и хранения радиоактивных веществ, а также знать, как выглядит международный знак радиации, изображающийся на контейнерах. — Знать, как звучит сигнал «Радиационная опасность», и правила реагирования на него. — Всегда держите аварийный комплект наготове. В него должны входить документы, удостоверяющие личность, личные документы и личные лекарства. Также необходимо собрать необходимые запасы, чтобы продержаться в течение нескольких дней, в случае если вас проинструктировали оставаться в помещении. — Спланируйте и организуйте ваше вероятное пребывание в приюте гражданской защиты или подвале, особенно, если вы живёте неподалеку от атомной электростанции. — Фермеры и владельцы скота должны изучить специальные рекомендации о том, как реагировать и вести себя в случае опасного повышения радиации.

 

4.2 Когда уровень радиоактивности повышается:

— Оставаться спокойным и не паниковать. — Слушать радио и следовать предложенным правилам поведения. — Оставаться в доме, в убежище гражданской обороны или в подвале, если это возможно. Оставаться внутри, закрыть все двери и окна, перекрыть все внешние отверстия и вентиляцию, кондиционирование и отопление. — Если вы оказались снаружи, прикройте рот и нос влажной тряпкой и ищите убежище в ближайшем здании. — Не пользоваться телефоном во избежание перегрузки системы. — Следовать инструкциям гражданской обороны, пожарных, полиции и других чрезвычайных служб. — Употреблять в пищу только ту еду, которая хранится в здании, например, консервы или пресервы, бутилированную воду и напитки. Водопроводную воду употреблять только с разрешения чрезвычайных служб. — Соберите скот в сарае и закройте все отверстия, ведущие наружу. Запасите достаточно корма и воды, чтобы животные могли продержаться несколько дней, и защитите их от радиактивной пыли, закрыв все вентиляционные отверстия и затянув их одеялами или полиэтиленовой пленкой. — Избегайте поражённых территорий и не пользуйтесь автомобилями, чтобы не преграждать путь чрезвычайным службам. — Если произошёл ядерный взрыв и вы находитесь за пределами здания, спрятаться за очень толстой стеной. Если это невозможно, лечь в канаву или за насыпью лицом вниз и защитить его руками. Не оставаться в автомобиле.

 

4.3. После катастрофы

— Следуйте инструкциям властей и чрезвычайных служб. Маловероятно, что эвакуация населения будет необходима. Решение об эвакуации будет решаться на самом высоком политическом уровне, затем будет привлечен гражданский и военный персонал, а также все необходимые ресурсы. Следуйте плану эвакуации и всем указаниям властей. — Соблюдайте все необходимые меры предосторожности, помогите вашим соседям, детям, пожилым и людям с ограниченными возможностями; при необходимости сотрудничайте с чрезвычайными службами.

 

 

 

Лаборатория геохимии радиоактивных элементов и экогеохимии (216)

Состав лаборатории насчитывает 15 сотрудников, имеющих широкий опыт исследований, в том числе: 1 доктора геолого-минералогических наук, 6 кандидатов геолого-минералогических наук, а также высококвалифицированных ведущих инженеров, инженеров различных категорий и техников-лаборантов.

Заведующий лабораторией – к.г.-м.н. Мельгунов Михаил Сергеевич, телефон +7 (383) 333-23-07, E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..

В лаборатории широко представлены различные современные аналитические методы и методики определения содержаний радиоактивных и редких элементов в различных объектах окружающей среды, в том числе:

В распоряжении лаборатории находится следующий комплекс лабораторного оборудования:

Изучение геохимии раннего диагенеза голоценовых отложений озерно-болотных комплексов юга Западной Сибири и Восточного Прибайкалья. Коллективом (д.г.-м.н., Леонова Г.А., к.г.-м.н. Бобров В.А., к.г.-м.н. Мальцев А.Е.) с 2010 года проводятся комплексные исследования, направленные на изучение геохимии и биогеохимии постседиментационных превращений, протекающих в твердой фазе и поровых водах отложений малых озер и болот в ходе процессов раннего диагенеза. Изучены процессы перераспределения химических элементов, трансформация органического вещества, метаморфизация поровых вод и механизмы аутигенного минералообразования по длинным (1,8-14,5 м) ненарушенным кернам бурения. Детально исследована геохимия элементов с переменной валентностью (Fe, Mn, S) в системе поровая вода—осадок, описаны процессы бактериальной сульфатредукции и закономерности распределения сульфатной и восстановленной S в органогенных осадках (сапропели) малых озер юга Западной Сибири и Восточного Прибайкалья. Впервые для малых типовых озер и верховых болот юга Западной Сибири и Прибайкалья выявлено послойное распределение численности различных (более 10) физиологических групп микроорганизмов по глубине стратифицированных разрезов сапропелей и торфяников.

Исследования «атмосферных» 7Be и 210Pb как индикаторов различных природных процессов. Исследование поведения поступающих в результате атмосферного привноса естественных радионуклидов 7Be и 210Pb с помощью различных природных планшетов (лишайниковые покровы ленточных боров юга и севера западной Сибири, снежные и дождевые выпадения) нацелено на установление особенностей геохимии этих элементов, а также сравнения их поведения с поведением искусственного 137Cs и стабильных элементов (Ni, Co, Cr, Hg, Pb, Cd). На данной стадии исследования показано их неравномерное распределение в пределах локальных площадей, а также установлено, что корреляционные связи между радиоактивными и стабильными элементами зависят как от плотности бонитета, возраста древостоя, так и от плотности выпадений атмосферных осадков.

Исследования геохимии и биогеохимии искусственных и естественных изотопов в пойменных биогеоценозах (пойма реки Енисей, Красноярский край; озерные системы Прибайкалья). В ходе изучения геохимии урана в процессе диагенеза современных карбонатных озерных осадков был разработан подход, который с использованием метода селективного растворения позволяет на основе измерения изотопных отношений 234U/238U в аутигенных фазах осадков оценивать содержание новообразованных слаборастворимых соединений U(IV) в них. Это позволило установить распределение содержаний фаз U(IV) по разрезам осадков. Сравнение распределения фаз U(IV) с распределением окси-гидроксидов Mn (основным индикатором окислительных условий в осадках), показало, что между ними зачастую наблюдается отчетливая отрицательная корреляция, что позволяет считать присутствие фаз U(IV) маркером восстановительных условий в озерных осадках, в то время, как увеличение валовых концентраций U быть таким маркером не может. Помимо этого, в ходе исследований геохимии техногенных изотопов были адаптированы и отработаны методики фракционирования как пойменных речных отложений, так и растительной биомассы для определения путей депонирования изотопов в пойменных биогеоценозах. Распределение техногенных изотопов в биомассе наземных растений енисейской поймы может изменятся из года в год и значительно зависит от возраста растения. У взрослых растений в подвижные фракции, легко мигрирующие при отмирании растений, уходит в среднем около 30% изотопа 137Cs. Еще одним из направлений в изучении геохимии искусственных изотопов является изучение «горячих» частиц, присутствующих в поймах рек, подвергающихся воздействию со стороны ЯТЦ. По величине отношений активностей изотопов 137Cs/134Cs было установлено различное время появления этих частиц пойменной системе, а по вариациям отношений изотопов плутония (238Pu/239,240Pu) — определены вероятные источники поступления.

Лаборатория является наследницей организованного в 1958 году чл.-корр. АН СССР, профессором Феликсом Николаевичем Шаховым в составе Института геологии и геофизики СО АН СССР геохимического отдела. Лаборатория принимает непосредственное участие в широком круге комплексных исследований на территории Сибири, Прибайкалья, Забайкалья, с целью установления минералого-геохимических и физико-химических параметров концентрирования и рассеяния редких и радиоактивных элементов в современных экзогенных углеродсодержащих рудоформирующих системах.

Важнейшими задачами являются: изучение степени подвижности техногенных и природных изотопов в системе почва-водный поток; определение многоэлементоного состава природных депонентов и вещества атмосферных выпадений в типичных ландшафтных зонах Западной Сибири; установление особенностей геохимии пресноводного диагенеза карбонатных и бескарбонатных сапропелей (Западная Сибирь, Прибайкалье), выявление условий формирования озерно-болотных отложений в голоцене.

Результатом деятельности лаборатории является установление на примере ряда современных речных, озерных, пирогенных-лесных систем юга Сибири условий концентрирования и рассеивания редких и радиоактивных элементов, связанные с современными природными процессами континентального седиментогенеза и атмосферного поступления; проведение экогеохимической оценки состояния изученных объектов Сибири; оценка роль микробных сообществ в деструкции ОВ сапропелей и торфа, а также определены природа и механизмы аутигенного минералообразования в сапропелях и торфах (диагенетическая или эпигенетическая) озерно-болотных комплексов юга Западной Сибири и Южного Прибайкалья; разработка новых и совершенствование существующих подходов, методов и методик определения редких и радиоактивных металлов в углеродсодержащих геологических объектах.

Основные объекты исследования, экспедиции/эксперименты/разработки  

Образовательная деятельность лаборатории  

Bobrov V.A., Bogush A.A., Leonova G.A., Krasnobaev V.A., Anoshin G.N. Anomalous concentrations of zinc and copper in highmoor peat bog, southeast coast of Lake Baikal // Doklady Earth Sciences. – 2011. – Vol.439. – Iss. 2. – P.1152-1156. – ISSN 1028-334X. – EISSN 1531-8354.

Bobrov V.A., Fedorin M.A., Leonova G.A., Markova Y.N., Orlova L.A., Krivonogov S.K. Investigation into the elemental composition of sapropel from Lake Kirek (West Siberia) by SR XFA technique // Journal of Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. – 2012. – Vol.6. – Iss. 3. – P.458-463. – ISSN 1027-4510. – EISSN 1819-7094.

Bobrov V.A., Leonova G.A., Malikov Yu.I. Geochemical features of the silt sediment of the Novosibirsk Reservoir // Water Resources. – 2009. – Vol.36. – Iss. 5. – P.525-537. – ISSN 0097-8078. – EISSN 1608-344X.

Bolsunovsky A., Melgunov M.S., Chuguevskii A.V, Lind O.C., Salbu B. Unique diversity of radioactive particles found in the Yenisei River floodplain // Scientific Reports. – 2017. – Vol.7. – Iss. 1. – Art.11132. – ISSN 2045-2322.

Fedotov A.P., Phedorin M.A., Enushchenko I.V., Vershinin K.E., Krapivina S.M., Vologina E.G., Petrovskii S.K., Melgunov M.S., Sklyarova O.A. Drastic desalination of small lakes in East Siberia (Russia) in the early twentieth century: Inferred from sedimentological, geochemical and palynological composition of small lakes // Environmental Earth Sciences. – 2013. – Vol.68. – Iss. 6. – P.1733-1744. – ISSN 1866-6280.

Fedotov A.P., Phedorin M.A., Enushchenko I.V., Vershinin K.E., Melgunov M.S., Khodzher T.V. A reconstruction of the thawing of the permafrost during the last 170years on the Taimyr Peninsula (East Siberia, Russia) // Global and Planetary Change. – 2012. – Vol.98-99. – P.139-152. – ISSN 0921-8181. – EISSN 1872-6364.

Fedotov A.P., Vorobyeva S.S., Bondarenko N.A, Tomberg I.V., Zhuchenko N.A., Sezko N.P., Stepanova O.G., Melgunov M.S., Ivanov V.G., Zheleznyakova T.O., Shaburova N.I., Chechetkina L.G. The effect of natural and anthropogenic factors on the evolution of remote lakes in East Siberia for the last 200 years // Russian Geology and Geophysics. – 2016. – Vol.57. – Iss. 2. – P.316-328. – ISSN 1068-7971. – EISSN 1878-030X.

Kropacheva M.Y, Chuguevskii A.V, Mel’gunov M.S., Bogush A.A. Behavior of 137Cs in the soil-rhizosphere-plant system (by the example of the Yenisei River floodplain) // Contemporary Problems of Ecology. – 2011. – Vol.4. – Iss. 5. – P.528-534. – ISSN 1995-4255. – EISSN 1995-4263.

Kropacheva M.Y., Melgunov M.S., Makarova I.V. The artificial and natural isotopes distribution in sedge (Carex L.) biomass from the Yenisei River flood-plain: Adaptation of the sequential elution technique // Journal of Environmental Radioactivity. – 2017. – Vol.167. – P.180-187. – ISSN 0265-931X.

Kropatcheva M, Chuguevsky A., Melgunov M.S. Distribution of 152Eu and 154Eu in the ‘alluvial soil-rhizosphere-plant roots’ system // Journal of Environmental Radioactivity. – 2012. – Vol.106. – P.58-64. – ISSN 0265-931X.

Lazareva E.V., Zhmodik S.M., Dobretsov N.L., Tolstov A.V., Shcherbov B.L, Karmanov N.S., Gerasimov E.Y., Bryanskaya A.V. Main minerals of abnormally high-grade ores of the Tomtor deposit (Arctic Siberia) // Russian Geology and Geophysics. – 2015. – Vol.56. – Iss. 6. – P.844-873. – ISSN 1068-7971. – EISSN 1878-030X.

Leonova G.A., Bobrov V.A., Bogush A.A., Bychinskii V.A. Concentration of chemical elements by zooplankton of the White Sea // Oceanology. – 2013. – Vol.53. – Iss. 1. – P.54-70. – ISSN 0001-4370.

Leonova G.A., Bobrov V.A., Krivonogov S.K., Bogush A.A., Bychinskii V.A., Maltsev A.E., Anoshin G.N. Biogeochemical specifics of sapropel formation in Cisbaikalian undrained lakes (exemplified by Lake Ochki) // Russian Geology and Geophysics. – 2015. – Vol.56. – Iss. 5. – P.745-761. – ISSN 1068-7971. – EISSN 1878-030X.

Leonova G.A., Bobrov V.A., Lazareva E.V. X-ray fluorescence and electron microscopy study of plankton samples from the Novosibirsk reservoir // Journal of Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. – 2010. – Vol.4. – Iss. 4. – P.678-682. – ISSN 1027-4510. – EISSN 1819-7094.

Leonova G.A., Bobrov V.A., Lazareva E.V., Bogush A.A., Krivonogov S.K. Biogenic contribution of minor elements to organic matter of recent lacustrine sapropels (Lake Kirek as example) // Lithology and Mineral Resources. – 2011. – Vol.46. – Iss. 2. – P.99-114. – ISSN 0024-4902. – EISSN 1608-3229.

Leonova G.A., Mal’tsev A.E., Melenevskii V.N., Miroshnichenko L.V., Kondrat’eva L.M., Bobrov V.A. Geochemistry of Diagenesis of Organogenic Sediments: An Example of Small Lakes in Southern West Siberia and Western Baikal Area // Geochemistry International. – 2018. – Vol.56. – Iss. 4. – P.344-361. – ISSN 0016-7029. – EISSN 1531-8397.

Maslov A.V., Shevchenko V.P., Bobrov V.A., Belogub E.V., Ershova V.B., Vereshchagin O.S., Khvorov P.V. Mineralogical-Geochemical Features of Ice-Rafted Sediments in Some Arctic Regions // Lithology and Mineral Resources. – 2018. – Vol.53. – Iss. 2. – P.110-129. – ISSN 0024-4902. – EISSN 1608-3229.

Melenevskii V.N., Leonova G.A., Bobrov V.A., Kashirtsev V.A., Krivonogov S.K. Transformation of Organic Matter in the Holocene Sediments of Lake Ochki (South Baikal Region): Evidence from Pyrolysis Data // Geochemistry International. – 2015. – Vol.53. – Iss. 10. – P.903-921. – ISSN 0016-7029. – EISSN 1531-8397.

Rogozin D.Y., Darin A.V., Kalugin I.A., Melgunov M.S., Meydus A.V., Degermendzhi A.G. Sedimentation rate in Cheko Lake (Evenkia, Siberia): New evidence on the problem of the 1908 Tunguska Event // Doklady Earth Sciences. – 2017. – Vol.476. – Iss. 2. – P.1226-1228. – ISSN 1028-334X. – EISSN 1531-8354.

Shcherbov B.L The role of forest floor in migration of metals and artificial nuclides during forest fires in Siberia // Contemporary Problems of Ecology. – 2012. – Vol.5. – Iss. 2. – P.191-199. – ISSN 1995-4255. – EISSN 1995-4263.

Stepanova O.G., Trunova V.A., Sidorina A.V., Zvereva V.V., Melgunov M.S., Petrovskii S.K., Krapivina S.M., Fedotov A.P., Rakshun Y.V. Investigating bottom sediments from proglacial Lake Ehoy (Eastern Sayan Ridge) by means of SR-XRF // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. – 2015. – Vol.79. – Iss. 1. – P.118-121. – ISSN 1062-8738. – EISSN 1934-9432.

Stepanova O.G., Trunova V.A., Zvereva V.V., Melgunov M.S., Fedotov A.P. Reconstruction of glacier fluctuations in the East Sayan, Baikalsky and Kodar Ridges (East Siberia, Russia) during the last 210 years based on high-resolution geochemical proxies from proglacial lake bottom sediments // Environmental Earth Sciences. – 2015. – Vol.74. – Iss. 3. – P.2029-2040. – ISSN 1866-6280. – EISSN 1866-6299.

Stepanova O.G., Trunova V.A., Zvereva V.V., Melgunov M.S., Petrovskii S.K., Krapivina S.M., Fedotov A.P. Reconstruction of the Peretolchin Glacier fluctuation (East Sayan) during the 20th century inferred from the bottom sediments of proglacial Lake Ekhoi // Russian Geology and Geophysics. – 2015. – Vol.56. – Iss. 9. – P.1273-1280. – ISSN 1068-7971. – EISSN 1878-030X.

Strakhovenko V.D., Shcherbov B.L., Malikova I.N., Vosel’ Y. The regularities of distribution of radionuclides and reare-earth elements in bottom sediments of Siberian lakes // Russian Geology and Geophysics. – 2010. – Vol.51. – Iss. 11. – P.1167-1178. – ISSN 1068-7971. – EISSN 1878-030X.

Strakhovenko V.D., Solotchina E.P., Vosel Y.S, Solotchin P.A. Geochemical factors for endogenic mineral formation in the bottom sediments of the Tazheran lakes (Baikal area) // Russian Geology and Geophysics. – 2015. – Vol.56. – Iss. 10. – P.1437-1450. – ISSN 1068-7971. – EISSN 1878-030X.

Trunova V.A., Zvereva V.V., Sidorina A.V., Stepanova O.G., Petrovskii S.K., Fedotov A.P., Melgunov M.S., Rakshun Y.V. Tracing recent glacial events in bottom sediments of a glacial lake (east sayan ridge, russia) from high-resolution sr-xrf, icp-ms, and ftir records // X-ray Spectrometry. – 2015. – Vol.44. – Iss. 4. – P.255-262. – ISSN 0049-8246. – EISSN 1097-4539.

Vosel Y.S, Strakhovenko V.D., Makarova I.V., Vosel S.V. The behavior of uranium and manganese under the diagenesis of carbonate sediments in small lakes of the Baikal region // Doklady Earth Sciences. – 2015. – Vol.462. – Iss. 1. – P.522-526. – ISSN 1028-334X. – EISSN 1531-8354.

Yermolaeva N.I., Zarubina E.Y., Puzanov A.V., Romanov R.E., Leonova G.A. Hydrobiological conditions of sapropel formation in lakes in the south of western siberia // Water Resources. – 2016. – Vol.43. – Iss. 1. – P.129-140. – ISSN 0097-8078. – EISSN 1608-344X.

Восель Ю.С., Страховенко В.Д., Макарова И.В. Применение метода последовательного выщелачивания и альфа-спектрометрии для изучения путей миграции и способов накопления u в компонентах озерных систем // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. – 2014. – № 3с-2. – С.131-135. – ISSN 2078-0575.

Восель Ю.С., Страховенко В.Д., Макарова И.В., Восель С.В. Поведение урана и марганца в процессе диагенеза карбонатных осадков малых озер байкальского региона // Доклады Академии наук. – 2015. – Т.462. – № 3. – Ст.335. – ISSN 0869-5652.

Густайтис М.А., Мягкая И.Н., Щербов Б.Л., Лазарева Е.В Загрязнение ртутью окружающей среды после эксплуатации ново-урского золоторудного месторождения (кемеровская область) // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Науки о Земле. – 2016. – Т.18. – С.14-24. – ISSN 2073-3402.

Жданов Т.К., Мельгунов М.С. Эманационные характеристики «сажистых» углей с повышенным содержанием естественных радиоактивных элементов // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. – 2018. – № 1. – С.25-31. – ISSN 1609-0691.

Журкова И.С., Щербов Б.Л. Миграция химических элементов при лесном низовом пожаре (алтайский край) // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Науки о Земле. – 2016. – Т.16. – С.30-41. – ISSN 2073-3402.

Кравчишина М.Д., Шевченко В.П., Филиппов А.С., Новигатский А.Н., Дара О.М., Алексеева Т.Н., Бобров В.А. Вещественный состав водной взвеси устья реки северной двины (белое море) в период весеннего половодья // Океанология. – 2010. – Т.50. – № 3. – С.396-416. – ISSN 0030-1574.

Лазарева Е.В, Жмодик С.М., Добрецов Н.Л., Толстов А.В., Щербов Б.Л., Карманов Н.С., Герасимов Е.Ю., Брянская А.В. Главные рудообразующие минералы аномально богатых руд месторождения томтор (арктическая сибирь) // Геология и геофизика. – 2015. – Т.56. – № 6. – С.1080-1115. – ISSN 0016-7886.

Леонова Г.А, Бобров В.А., Богуш А.А, Мальцев А Сапропели: богатства со дна озер // Наука в России. – 2014. – № 1. – С.28-35. – ISSN 0869-7078.

Леонова Г.А, Бобров В.А., Климин М.А., Копотева Т.А., Кривоногов С.К. Редкоземельные элементы в голоценовом разрезе сапропеля озера очки (Южное Прибайкалье) // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. – 2014. – № 3с-2. – С.113-117. – ISSN 2078-0575.

Леонова Г.А, Бобров В.А., Кривоногов С.К., Богуш А.А, Бычинский В.А., Мальцев А.Е., Аношин Г.Н. Биогеохимические особенности формирования сапропеля в бессточных озерах Прибайкалья (на примере озера Очки) // Геология и геофизика. – 2015. – Т.56. – № 5. – С.949-969. – ISSN 0016-7886.

Леонова Г.А, Бобров В.А., Лазарева Е.В Исследование образцов планктона новосибирского водохранилища методами рентгеновской флуоресценции и электронной микроскопии // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2010. – № 8. – С.66-70. – ISSN 0207-3528.

Леонова Г.А, Мальцев А.Е., Бадмаева Ж.О, Шавекин А.С., Рубанов М.В., Прейс Ю.И. Геоэкологическая оценка степени антропогенного загрязнения тяжелыми металлами экосистем верховых болот лесостепной зоны Западной Сибири // Экология промышленного производства. – 2018. – № 2. – С.64-73. – ISSN 2073-2589.

Леонова Г.А, Мальцев А.Е., Меленевский В.Н., Мирошниченко Л.В., Кондратьева Л.М., Бобров В.А. Геохимия диагенеза органогенных осадков на примере малых озер юга Западной Сибири и Прибайкалья // Геохимия. – 2018. – № 4. – С.363-382. – ISSN 0016-7525.

Мальцев А.Е., Богуш А.А, Леонова Г.А Особенности химического состава поровых вод голоценового разреза сапропеля оз. Духовое (Южное Прибайкалье) // Химия в интересах устойчивого развития. – 2014. – Т.22. – № 5. – С.517-534. – ISSN 0869-8538.

Мальцев А.Е., Лазарева Е.В, Леонова Г.А, Бобров В.А., Мирошниченко Л.В. Минеральный состав и геохимия голоценового разреза сапропеля озера Минзелинское (Новосибирская область) // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. – 2014. – № 3с-2. – С.118-122. – ISSN 2078-0575.

Мальцев А.Е., Леонова Г.А, Богуш А.А, Булычева Т.М. Эколого-геохимическая оценка степени антропогенного загрязнения экосистем обводненных карьеров г. Новосибирска // Экология промышленного производства. – 2014. – № 2. – С.44-53. – ISSN 2073-2589.

Маслов А.В., Шевченко В.П., Белогуб Е.В., Бобров В.А. Концентрации ряда тяжелых металлов в осадочном материале дрейфующих льдов некоторых районов Центральной и Западной Арктики // Труды Института геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого. – 2017. – № 164. – С.76-81.

Маслов А.В., Шевченко В.П., Бобров В.А., Белогуб Е.В., Ершова В.Б., Верещагин О.С., Хворов П.В. Минералого-геохимические особенности осадочного материала льдов некоторых районов Арктики // Литология и полезные ископаемые. – 2018. – № 2. – С.121-141. – ISSN 0024-497X.

Меленевский В.Н., Леонова Г.А, Бобров В.А., Каширцев В.А., Кривоногов С.К. Трансформация органического вещества в голоценовых осадках озера Очки (Южное Прибайкалье) по данным пиролиза // Геохимия. – 2015. – № 10. – Ст.925. – ISSN 0016-7525.

Мягкая И.Н., Лазарева Е.В, Густайтис М.А., Щербов Б.Л., Жмодик С.М. Перераспределение Аu и Аg между отходами обогащения руд ново-урского месторождения и торфом в системе хвостохранилища // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. – 2014. – № 3с-2. – С.123-127. – ISSN 2078-0575.

Пеллинен В.А., Черкашина Т.Ю., Пашкова Г.В., Густайтис М.А., Журкова И.С., Штельмах С.И., Пантеева С.В. Оценка экологического состояния почвенного покрова о. Ольхон (по экспериментальным данным) // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Науки о Земле. – 2016. – Т.16. – С.79-90. – ISSN 2073-3402.

Прейс Ю.И., Бобров В.А., Будашкина В.В., Гавшин В.М. Оценка потоков минерального вещества по свойствам торфяных отложений Бакчарского болота (южная тайга Западной Сибири) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2010. – Т.316. – № 1. – С.43-47. – ISSN 2500-1019. – EISSN 2413-1830.

Прейс Ю.И., Бобров В.А., Сороковенко О.Р. Особенности современной аккумуляции минерального вещества на олиготрофных болотах юга лесной зоны Западной Сибири // Вестник Томского государственного университета. – 2010. – № 336. – С.204-210. – ISSN 1561-7793. – EISSN 1561-803Х.

Прейс Ю.И., Сороковенко О.Р., Бобров В.А. Современная аккумуляция торфа в рямах олиготрофных болот юга лесной зоны Западной Сибири как отклик на изменения климата // Вестник Томского государственного университета. – 2010. – № 333. – С.187-194. – ISSN 1561-7793. – EISSN 1561-803Х.

Росляков Н.A, Жмодик С.M, Страховенко В.Д., Восель Ю.С. Геохимия урана в процессах выветривания и гидрогенного рудообразования // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. – 2014. – № 3с-2. – С.97-102. – ISSN 2078-0575.

Степанова О.Г., Трунова В.А., Зверева В.В., Мельгунов М.С., Петровский С.К., Крапивина С.М., Федотов А.П. Динамика ледника Перетолчина (Восточный Саян) в ХХ веке по донным осадкам прогляциального озера Эхой // Геология и геофизика. – 2015. – Т.56. – № 9. – С.1621-1629. – ISSN 0016-7886.

Страховенко В.Д., Солотчина Э.П., Восель Ю.С., Солотчин П.А. Геохимические факторы аутигенного минералообразования в донных отложениях озер тажеранской системы (Прибайкалье) // Геология и геофизика. – 2015. – Т.56. – № 10. – С.1825-1841. – ISSN 0016-7886.

Страховенко В.Д., Щербов Б.Л., Маликова И.Н., Восель Ю.С. Закономерности распределения радионуклидов и редкоземельных элементов в донных отложениях озер Сибири // Геология и геофизика. – 2010. – Т.51. – № 11. – С.1501-1514. – ISSN 0016-7886.

Ушницкий В.Е., Артамонова С.Ю., Мельгунов М.С. Современные уровни глобальных радиоактивных выпадений в районе томторского месторождения (северо-запад Якутии) // Интерэкспо Гео-Сибирь. – 2017. – Т.4. – № 2. – С.120-124.

Федотов А.П., Воробьева С.С., Бондаренко Н.А., Томберг И.В., Жученко Н.А., Сезько Н.П., Степанова О.Г., Мельгунов М.С., Иванов В.Г., Железнякова Т.О., Шабурова Н.И., Чечеткина Л.Г. Влияние природных и антропогенных факторов на развитие удаленных озер Восточной Сибири за последние 200 лет // Геология и геофизика. – 2016. – Т.57. – № 2. – С.394-410. – ISSN 0016-7886.

Чугуевский А.В., Сухоруков Ф.В., Мельгунов М.С., Макарова И.В., Титов А.Т. “Горячие” частицы реки Енисей: радиоизотопный состав, структура, поведение в естественных условиях // Доклады Академии наук. – 2010. – Т.430. – № 1. – С.102-104. – ISSN 0869-5652.

Шевченко В.П., Покровский О.С., Филиппов А.С., Лисицын А.П., Бобров В.А., Богунов А.Ю., Завернина Н.Н., Золотых Е.О., Исаева А.Б., Кокрятская Н.М., Коробов В.Б., Кравчишина М.Д., Новигатский А.Н., Политова Н.В. Об элементном составе взвеси реки Северная Двина (бассейн Белого моря) // Доклады Академии наук. – 2010. – Т.430. – № 5. – С.686-692. – ISSN 0869-5652.

Щербов Б.Л., Журкова И.С. Лесные пожары – важный фактор рассеяния и концентрирования химических элементов в ландшафтах Сибири // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. – 2014. – № 3с-2. – С.37-40. – ISSN 2078-0575.

Щербов Б.Л., Лазарева Е.В, Будашкина В.В., Мягкая И.Н., Журкова И.С. Изменение форм нахождения тяжелых металлов в почвенно-растительном покрове после лесного пожара // Сибирский экологический журнал. – 2014. – Т.21. – № 5. – С.789-801. – ISSN 0869-8619.

Свернуть  

 

Радиоактивность щебня, классы радиоактивности

Отдел продаж:

+38 (067) 411-89-28
+38 (067) 898-05-05

На сегодняшний день для нашей страны актуален вопрос о защите от радиации, который постоянно подымается в связи с использованием радиоактивных стройматериалов. Чаще всего они не являются экологически безопасными.

Что такое радиоактивность?

Радиоактивность — это процесс спонтанного распада атомов некоторых изотопов с испусканием частиц. Это явление было открыто А. Беккерелем в 1896 году. Французский физик проводил исследования с урановой солью. Он заметил, что соли урана испускают излучение и, таким образом, влияют на фотоэмульсию. Беккерель обнаружил, что вид химического соединения не является определяющим фактором для интенсивности излучения. Она зависит только от количества урана. Это значило, что свойство излучения присуще не соединениям, а именно урану.

Радиоактивность щебня

Непрофессионал не сможет самостоятельно определить, какие из материалов могут нанести вред и какой степени.

Допустимые значения радиоактивности стройматериалов определяются различными нормативными актами. Их экологическую безопасность подтверждают соответствующие службы и сертификаты, которые выдаются только после лабораторных исследований.

Распространенный строительный материал — щебень — является источником естественной радиации. Кроме этого, он может иметь искусственную радиацию из-за свойства ее накапливать. Это гораздо опаснее: доза приобретенной радиации намного выше естественной. Именно поэтому стоит поинтересоваться у поставщика, откуда был привезен щебень. Если он добыт вблизи металлургических или других предприятий, на это следует обратить особое внимание.

Классы радиоактивности щебня

Щебень делится на классы по радиоактивности. От этого показателя отталкиваются, выбирая производителя и поставщика материала.

Различают три класса радиоактивности этого стройматериала:

  • І класс: максимальный показатель радиоактивности не более 370 Бк/кг (подходит для использования при любых видах строительства — внутренних и наружных работ).
  • ІІ класс: показатель выше 370 Бк/кг (этот щебень подойдет для строительства дорог, сооружений промышленного предназначения; внутри помещений использовать нежелательно).
  • ІІІ класс: показатель радиоактивности не менее 740 Бк/кг (используют только вдали от населенных пунктов для транспортного и промышленного строительства).

Альфа-, бета- и гамма-излучения. Радиоактивные превращения атомных ядер. Физика, 9 класс: уроки, тесты, задания.

1. Определение вида радиоактивного распада

Сложность: лёгкое

1
2. Изменения при радиоактивном распаде

Сложность: лёгкое

1
3. Определение массового числа атома

Сложность: лёгкое

1
4. Определение зарядового числа изотопа

Сложность: лёгкое

1
5. Изменение заряда и массы ядра при альфа-распаде

Сложность: лёгкое

1
6. Изменение заряда и массы ядра при бета-распаде

Сложность: лёгкое

1
7. Частица, излучающаяся при радиоактивном распаде

Сложность: среднее

2
8. Уравнение альфа-распада

Сложность: среднее

3
9. Уравнение бета-распада

Сложность: среднее

3
10. Заполни пропуски в уравнении альфа-распада

Сложность: сложное

4
11. Заполнить пропуски в уравнении бета-распада

Сложность: сложное

4
12. Определение изотопа после нескольких радиоактивных распадов

Сложность: сложное

3
13. Тройной альфа-распад

Сложность: сложное

3
14. Определение изотопов в результате нескольких радиоактивных распадов

Сложность: сложное

4
15. Запись уравнения альфа-распада

Сложность: сложное

5
16. Запись уравнения бета-распада

Сложность: сложное

5

Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада • Радиация и радиология • Определения единиц • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Радиация и радиология

Ионизирующее излучение (радиация) — различные виды микрочастиц и физических полей, способные ионизировать атомы и молекулы вещества без увеличения температуры вещества. Ионизирующее излучение появляется в результате ядерных реакций, при очень высокой температуре (солнечная корона), в результате образования частиц высоких энергий в ускорителях или в результате ускорения заряженных частиц электромагнитными полями естественного происхождения (от молнии до взрыва сверхновых звезд).

Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада

Радиоактивный распад — спонтанное изменение состава нестабильных атомных ядер путём испускания элементарных частиц или ядерных фрагментов. Процесс радиоактивного распада также называют радиоактивностью, а соответствующие элементы — радиоактивными. Радиоактивными называют также вещества, содержащие радиоактивные ядра.

Единицей измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ) является беккерель (Бк). Один беккерель определяется как активность источника, в котором за одну секунду происходит в среднем один радиоактивный распад. Через другие единицы измерения СИ беккерель выражается как Бк = с⁻¹. При измерении радиоактивности с помощью детектора часто используют «отсчеты в секунду» и «отсчеты в минуту». Иногда радиометры калибруются в «распадах в секунду». Все эти единицы можно преобразовать в абсолютную активность образца в беккерелях. Однако для этого нужно сделать значительное число преобразований с учетом радиационного фона, эффективности детектора, формы подсчета, размера образца и поглощения излучения в самом образце.

Для измерения активности используется также внесистемные единицы измерения кюри (Ки) и резерфорд (Рд). Кюри 1 Ки = 3,7·10¹º Бк. 1 Рд = 1·10⁶ Бк = 1 МБк. Для измерения удельной (массовой), объёмной и поверхностной активности используются соответственно единицы беккерель на килограмм (Бк/кг), беккерель на кубический метр (Бк/м³), беккерель на квадратный метр (Бк/м²), а также их различные производные (Бк/г, Бк/т; Бк/л, Бк/см³; Бк/м² и т. д.).

Использование конвертера «Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада»

На этих страницах размещены конвертеры единиц измерения, позволяющие быстро и точно перевести значения из одних единиц в другие, а также из одной системы единиц в другую. Конвертеры пригодятся инженерам, переводчикам и всем, кто работает с разными единицами измерения.

Пользуйтесь конвертером для преобразования нескольких сотен единиц в 76 категориях или несколько тысяч пар единиц, включая метрические, британские и американские единицы. Вы сможете перевести единицы измерения длины, площади, объема, ускорения, силы, массы, потока, плотности, удельного объема, мощности, давления, напряжения, температуры, времени, момента, скорости, вязкости, электромагнитные и другие.
Примечание. В связи с ограниченной точностью преобразования возможны ошибки округления. В этом конвертере целые числа считаются точными до 15 знаков, а максимальное количество цифр после десятичной запятой или точки равно 10.», то есть «…умножить на десять в степени…». Компьютерная экспоненциальная запись широко используется в научных, математических и инженерных расчетах.

Мы работаем над обеспечением точности конвертеров и калькуляторов TranslatorsCafe.com, однако мы не можем гарантировать, что они не содержат ошибок и неточностей. Вся информация предоставляется «как есть», без каких-либо гарантий. Условия.

Если вы заметили неточность в расчётах или ошибку в тексте, или вам необходим другой конвертер для перевода из одной единицы измерения в другую, которого нет на нашем сайте — напишите нам!

Канал Конвертера единиц TranslatorsCafe.com на YouTube

радиоактивности | Определение, типы, применения и факты

Радиоактивность , свойство, проявляемое некоторыми типами материи спонтанно испускать энергию и субатомные частицы. По сути, это атрибут отдельных атомных ядер.

Нестабильное ядро ​​будет спонтанно распадаться или распадаться до более стабильной конфигурации, но будет делать это только несколькими способами, испуская определенные частицы или определенные формы электромагнитной энергии.Радиоактивный распад — это свойство нескольких природных элементов, а также искусственно созданных изотопов этих элементов. Скорость распада радиоактивного элемента выражается периодом его полураспада; то есть время, необходимое для распада половины любого заданного количества изотопа. Период полураспада колеблется от более 10 24 лет для некоторых ядер до менее 10 −23 секунд ( см. Ниже Скорость радиоактивных переходов). Продукт процесса радиоактивного распада, называемый дочерним изотопом родительского изотопа, сам по себе может быть нестабильным, и в этом случае он тоже распадется.Процесс продолжается до тех пор, пока не образуется стабильный нуклид.

Природа радиоактивных выбросов

Наиболее распространенными формами спонтанного радиоактивного распада являются альфа (α) частица, бета (β) частица, гамма (γ) лучи и нейтрино. Альфа-частица на самом деле является ядром атома гелия-4 с двумя положительными зарядами 4 / 2 He. Такие заряженные атомы называются ионами. У нейтрального атома гелия есть два электрона вне ядра, уравновешивающих эти два заряда.Бета-частицы могут быть заряжены отрицательно (бета-минус, символ e –) или положительно заряжены (бета-плюс, символ e + ). Бета-минус [β — ] частица на самом деле представляет собой электрон, созданный в ядре во время бета-распада, независимо от орбитального электронного облака атома. Бета-плюс частица, также называемая позитроном, является античастицей электрона; при сближении две такие частицы взаимно аннигилируют.Гамма-лучи — это электромагнитные излучения, такие как радиоволны, свет и рентгеновские лучи. Бета-радиоактивность также производит нейтрино и антинейтрино, частицы, которые не имеют заряда и имеют очень небольшую массу, обозначенные ν и ν соответственно.

В менее распространенных формах радиоактивности могут испускаться осколки деления, нейтроны или протоны. Осколки деления сами по себе являются сложными ядрами с обычно от одной трети до двух третей заряда Z и массы A родительского ядра.Нейтроны и протоны, конечно, являются основными строительными блоками сложных ядер, имеющих примерно единицу массы в атомном масштабе и нулевой заряд или единичный положительный заряд, соответственно. Нейтрон не может долго существовать в свободном состоянии. Он быстро захватывается ядрами вещества; в противном случае в свободном космосе он подвергнется бета-отрицательному распаду на протон, электрон и антинейтрино с периодом полураспада 12,8 минут. Протон является ядром обычного водорода и стабилен.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Типы радиоактивности

Ранние работы по естественной радиоактивности, связанной с урановыми и ториевыми рудами, выявили два различных типа радиоактивности: альфа- и бета-распад.

При альфа-распаде извергается энергичный ион гелия (альфа-частица), оставляя дочернее ядро ​​с атомным номером два меньше родительского и с атомной массой четыре меньше, чем у родительского. Примером является распад (обозначенный стрелкой) распространенного изотопа урана, 238 U, до дочернего тория плюс альфа-частица:

Для этой и последующих реакций дана энергия, выделяемая ( Q ) в миллионы электрон-вольт (МэВ) и период полураспада ( t 1⁄2 ).Следует отметить, что при альфа-распаде заряды или количество протонов, показанные в нижнем индексе, сбалансированы по обе стороны от стрелки, как и атомные массы, указанные в верхнем индексе.

При бета-отрицательном распаде испускается энергичный отрицательный электрон, образуя дочернее ядро ​​с одним большим атомным номером и тем же массовым числом. Примером является распад дочернего продукта урана торий-234 до протактиний-234:

В приведенной выше реакции бета-распада ν представляет собой антинейтрино.Здесь количество протонов увеличивается на один в реакции, но общий заряд остается прежним, потому что также создается электрон с отрицательным зарядом.

Определение радиоактивности Merriam-Webster

радио · активность · и · ти | \ Rā-dē-ō-ak-ˈti-və-tē \

: свойство, которым обладают некоторые элементы (например, уран) или изотопы (например, углерод 14), спонтанно испускающие энергичные частицы (например, электроны или альфа-частицы) в результате распада их атомных ядер. также : испускаемые лучи

Определение радиоактивности в науке

Радиоактивность — это спонтанное излучение излучения в форме частиц или фотонов высокой энергии в результате ядерной реакции.Он также известен как радиоактивный распад, ядерный распад, ядерный распад или радиоактивный распад. Хотя существует много форм электромагнитного излучения, они не всегда создаются радиоактивностью. Например, электрическая лампочка может испускать излучение в виде тепла и света, но это не радиоактивный . Вещество, содержащее нестабильные атомные ядра, считается радиоактивным.

Радиоактивный распад — это случайный или случайный процесс, который происходит на уровне отдельных атомов.Хотя невозможно точно предсказать, когда одно нестабильное ядро ​​распадется, скорость распада группы атомов может быть предсказана на основе констант распада или периодов полураспада. Период полураспада — это время, необходимое для того, чтобы половина образца вещества подверглась радиоактивному распаду.

Ключевые выводы: определение радиоактивности

  • Радиоактивность — это процесс, при котором нестабильное атомное ядро ​​теряет энергию из-за испускания излучения.
  • Хотя радиоактивность приводит к высвобождению радиации, не вся радиация создается радиоактивным материалом.
  • Единица измерения радиоактивности в системе СИ — беккерель (Бк). Другие единицы включают кюри, серый и зиверт.
  • Альфа, бета и гамма-распад — три распространенных процесса, в результате которых радиоактивные материалы теряют энергию.

Квартир

Международная система единиц (СИ) использует беккерель (Бк) в качестве стандартной единицы радиоактивности. Установка названа в честь первооткрывателя радиоактивности французского ученого Анри Беккереля. Один беккерель определяется как одно разложение или распад в секунду.

Кюри (Ки) — еще одна распространенная единица радиоактивности. Он определяется как 3,7 x 10 10 распадов в секунду. Одна кюри равна 3,7 x 10 10 берелей.

Ионизирующее излучение часто выражается в единицах грей (Гр) или зивертах (Зв). Серый цвет — это поглощение одного джоуля энергии излучения на килограмм массы Зиверт — количество излучения, связанное с 5,5% изменением рака, в конечном итоге развивающегося в результате облучения.

Типы радиоактивного распада

Первыми тремя открытыми типами радиоактивного распада были альфа, бета и гамма-распад.Эти способы распада были названы по их способности проникать сквозь материю. Альфа-распад проникает на кратчайшее расстояние, а гамма-распад проходит на самое большое расстояние. В конце концов, процессы, связанные с альфа-, бета- и гамма-распадом, были лучше изучены, и были обнаружены дополнительные типы распада.

Режимы распада включают (A — атомная масса или количество протонов плюс нейтроны, Z — атомный номер или количество протонов):

  • Альфа-распад : альфа-частица (A = 4, Z = 2) испускается из ядра, образуя дочернее ядро ​​(A -4, Z — 2).
  • Эмиссия протона : Родительское ядро ​​испускает протон, в результате чего образуется дочернее ядро ​​(A -1, Z — 1).
  • Эмиссия нейтрона : Родительское ядро ​​испускает нейтрон, в результате чего образуется дочернее ядро ​​(A — 1, Z).
  • Спонтанное деление : нестабильное ядро ​​распадается на два или более небольших ядра.
  • Бета минус (β -) распад : Ядро испускает электрон и электронный антинейтрино с образованием дочери с A, Z + 1.
  • Распад бета-плюс (β + ) : Ядро испускает позитрон и электронное нейтрино с образованием дочери с A, Z — 1.
  • Захват электрона : Ядро захватывает электрон и испускает нейтрино, в результате чего дочь становится нестабильной и возбужденной.
  • Изомерный переход (IT): возбужденное ядро ​​испускает гамма-луч, в результате чего образуется дочерний элемент с той же атомной массой и атомным номером (A, Z),

Гамма-распад обычно происходит после другой формы распада, такой как альфа- или бета-распад.Когда ядро ​​остается в возбужденном состоянии, оно может испустить гамма-фотон, чтобы атом вернулся в более низкое и более стабильное энергетическое состояние.

Источники

  • L’Annunziata, Майкл Ф. (2007). Радиоактивность: введение и история . Амстердам, Нидерланды: Elsevier Science. ISBN 9780080548883.
  • Loveland, W .; Morrissey, D .; Сиборг, Г. (2006). Современная ядерная химия . Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-11532-8.
  • Martin, B.R. (2011). Ядерная физика и физика элементарных частиц: введение (2-е изд.). Джон Вили и сыновья. ISBN 978-1-1199-6511-4.
  • Содди, Фредерик (1913). «Радиоэлементы и периодический закон». Chem. Новости . № 107. С. 97–99.
  • Стабин, Майкл Г. (2007). Радиационная защита и дозиметрия: Введение в физику здравоохранения . Springer. DOI: 10.1007 / 978-0-387-49983-3 ISBN 978-0-387-49982-6.

Радиоактивность и ядерная химия — Химия

3.1 Основные формы радиоактивности
Альфа-частица (α)
Бета-частица (β)
Гамма-излучение (γ)
Излучение позитронов (β + распад) и захват электронов
Ядерное деление

3.2 Радиоактивные полужизни

3.3 Биологические эффекты радиационного воздействия

3.4 Использование радиоактивных изотопов

3.5 Краткое содержание главы

3,6 Ссылки

Радиоактивность и ядерная химия

Теория атома в девятнадцатом веке предполагала, что ядра имеют фиксированный состав. Но в 1896 году французский ученый Анри Беккерель обнаружил, что соединение урана, помещенное рядом с фотографической пластиной, создает изображение на пластине, даже если это соединение было завернуто в черную ткань.Он рассудил, что соединение урана испускает какое-то излучение, которое проходит через ткань, обнажая фотопластинку. Дальнейшие исследования показали, что излучение представляет собой комбинацию частиц и электромагнитных лучей, а его конечным источником является атомное ядро. Эти излучения в конечном итоге получили общее название радиоактивность .

После случайного открытия Беккерелем радиоактивности многие выдающиеся ученые начали исследовать это новое, интригующее явление.Среди них были Мария Кюри (первая женщина, получившая Нобелевскую премию, и единственный человек, получивший две Нобелевские премии по различным наукам — химии и физике), которая первой ввела термин «радиоактивность», и Эрнест Резерфорд (из известность эксперимента с золотой фольгой), который исследовал и назвал три наиболее распространенных типа излучения. В начале двадцатого века было открыто много радиоактивных веществ, свойства излучения были исследованы и количественно определены, и было разработано твердое понимание радиации и ядерного распада.

Самопроизвольное превращение нестабильного нуклида в другой — это радиоактивный распад . Нестабильный нуклид называется родительским нуклидом ; нуклид, образующийся в результате распада, известен как дочерний нуклид . Дочерний нуклид может быть стабильным или может сам распадаться. Излучение, производимое во время радиоактивного распада, таково, что дочерний нуклид находится ближе к полосе стабильности, чем родительский нуклид, поэтому расположение нуклида относительно полосы стабильности может служить индикатором того, какой тип распада он будет претерпевать ( Рисунок 3.1).

Рис. 3.1 Ядро урана-238 (родительский нуклид) подвергается α-распаду с образованием тория-234 (дочернего нуклида). Альфа-частица удаляет два протона (зеленый цвет) и два нейтрона (серый цвет) из ядра урана-238.

3.1 Основные формы радиоактивности
Альфа-частица (α)

Эксперименты Резерфорда показали, что существует три основных формы радиоактивных выбросов. Первая называется альфа-частица , что обозначается греческой буквой α.Альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов и аналогична ядру гелия. (Мы часто используем 2 4 He для представления альфа-частицы.) Она имеет заряд 2+. Когда радиоактивный атом испускает альфа-частицу, атомный номер исходного атома уменьшается на два (из-за потери двух протонов), а его массовое число уменьшается на четыре (из-за потери четырех ядерных частиц). Мы можем представить эмиссию альфа-частицы с помощью химического уравнения — например, эмиссия альфа-частицы урана-235 выглядит следующим образом:

Вместо того, чтобы называть это уравнение химическим уравнением, мы называем его ядерным уравнением , чтобы подчеркнуть, что изменение происходит в атомном ядре.Откуда мы знаем, что продуктом этой реакции является 90 231 Th? Мы используем закон сохранения материи , который гласит, что материя не может быть создана или разрушена. Это означает, что у нас должно быть одинаковое количество протонов и нейтронов по обе стороны ядерного уравнения. Если наше ядро ​​урана теряет 2 протона, остается 90 протонов, идентифицируя элемент как торий. Более того, если мы потеряем четыре ядерные частицы из исходных 235, останется 231.Таким образом, мы используем вычитание для определения изотопа атома Th — в данном случае 90 231 Th.

Бета-частица (β)

Второй тип радиоактивного излучения называется бета-частица , что обозначается греческой буквой β. Бета-частица — это электрон, выброшенный из ядра (не из электронных оболочек вокруг ядра) и имеющий заряд -1. Мы также можем представить бета-частицу как -1 0 e.Чистый эффект испускания бета-частиц на ядро ​​заключается в том, что нейтрон превращается в протон. Общее массовое число остается прежним, но поскольку количество протонов увеличивается на единицу, атомный номер увеличивается на единицу. Углерод-14 распадается с испусканием бета-частицы:

Опять же, сумма атомных номеров одинакова с обеих сторон уравнения, как и сумма массовых чисел. (Обратите внимание, что электрону присвоен «атомный номер» –1, равный его заряду.)

Гамма-излучение (γ)

Третий основной тип радиоактивного излучения — это не частица, а очень энергичная форма электромагнитного излучения , называемая гамма-излучением , обозначаемая греческой буквой γ.Электромагнитное излучение можно разделить на разные категории в зависимости от длины волны и энергии фотонов. Электромагнитный спектр, показанный на рисунке 3.2, показывает основные категории электромагнитного излучения. Обратите внимание, что человеческие сенсорные адаптации зрения и слуха эволюционировали для обнаружения электромагнитного излучения, причем радиоволны имеют длину волны от 1 мм до 100 км, а видимый свет — с длинами волн от 380 до 700 нм. Технологические достижения помогли человечеству использовать другие формы электромагнитного излучения, включая рентгеновские лучи и микроволны.

Рисунок 3.2 Электромагнитный спектр. Диаграмма электромагнитного спектра, показывающая различные свойства в диапазоне частот и длин волн. Изображение доступно из Википедии

Некоторое электромагнитное излучение с очень короткими длинами волн достаточно активно, чтобы выбивать электроны из атомов в образце вещества и делать его электрически заряженным. Типы излучения, которые могут это сделать, называются ионизирующими излучениями .Рентгеновские лучи и гамма-лучи являются примерами ионизирующего излучения. Некоторые радиоактивные материалы при распаде излучают гамма-излучение. Например, при распаде радиоактивного технеция-99 испускается гамма-излучение. Обратите внимание, что при радиоактивном распаде, когда происходит испускание гамма-излучения, идентичность исходного материала не изменяется, поскольку физически частицы не испускаются.

Иногда радиоактивный распад образца может привести к выбросу нескольких форм радиоактивности.Например, при радиоактивном распаде радона-222 испускаются как альфа-, так и гамма-излучение, причем последнее имеет энергию 8,2 × 10 −14 Дж на одно распавшееся ядро:

Может показаться, что это не так много энергии, но если бы 1 моль атомов Rn распался, энергия гамма-излучения была бы 4,9 × 10 7 кДж!

Альфа, бета и гамма-излучение обладают различной способностью проникать в материю. Относительно большая альфа-частица легко останавливается материей (хотя она может передавать значительное количество энергии веществу, с которым контактирует).Бета-частицы незначительно проникают в вещество, возможно, максимум на несколько сантиметров. Гамма-лучи могут глубоко проникать в материю и передавать большое количество энергии окружающей материи. Таблица 3.1 суммирует свойства трех основных типов радиоактивных выбросов, а Рисунок 3.3 суммирует способность каждого радиоактивного типа проникать в материю.

Таблица 3.1 Три основных формы радиоактивных выбросов

Рисунок 3.3 Иллюстрация относительной способности трех различных типов ионизирующего излучения проникать в твердое вещество. Типичные альфа-частицы (α) задерживаются листом бумаги, а бета-частицы (β) задерживаются алюминиевой пластиной. Гамма-излучение (γ) затухает при проникновении в свинец. Рисунок предоставлен Stannered

Излучение позитронов (β + распад) и захват электронов

В дополнение к трем основным типам радиоактивных частиц, перечисленным выше, были обнаружены два дополнительных, менее распространенных типа выбросов.К ним относятся эмиссии позитронов и захвата электронов .

Эмиссия позитрона (β + распад ) — это испускание позитрона из ядра. Кислород-15 — пример нуклида, испускающего позитроны:

Излучение позитронов наблюдается для нуклидов с низким отношением n: p. Эти нуклиды находятся ниже зоны стабильности. Распад позитрона — это превращение протона в нейтрон с испусканием позитрона.Отношение n: p увеличивается, и дочерний нуклид находится ближе к полосе стабильности, чем родительский нуклид. Позитрон имеет массу электрона, но имеет положительный заряд. Таким образом, общая масса нуклида не меняется, но атомный номер уменьшается на единицу, что вызывает изменение элементной идентичности дочернего изотопа.

Захват электронов происходит, когда один из внутренних электронов атома захватывается ядром атома. Например, калий-40 подвергается электронному захвату:

Захват электрона происходит, когда электрон внутренней оболочки соединяется с протоном и превращается в нейтрон.Потеря электрона внутренней оболочки оставляет вакансию, которая будет заполнена одним из внешних электронов. Когда внешний электрон падает в вакансию, он излучает энергию. В большинстве случаев излучаемая энергия будет иметь форму рентгеновского излучения. Как и эмиссия позитронов, захват электронов происходит для «богатых протонами» ядер, лежащих ниже зоны стабильности. Захват электрона оказывает на ядро ​​тот же эффект, что и испускание позитрона: атомный номер уменьшается на единицу, а массовое число не изменяется.Это увеличивает соотношение n: p, и дочерний нуклид находится ближе к полосе стабильности, чем родительский нуклид. Трудно предсказать, произойдет ли захват электронов или испускание позитронов. Выбор в первую очередь обусловлен кинетическими факторами, причем тот, который требует меньшей энергии активации, является более вероятным.

Рисунок 3.4 суммирует эти типы распада вместе с их уравнениями и изменениями атомных и массовых чисел.

Рисунок 3.4. Резюме типа, ядерного уравнения, представления и любых изменений массы или атомных номеров для различных типов распада.

Ядерное деление

Иногда ядро ​​атома распадается на более мелкие части в результате радиоактивного процесса, называемого спонтанным делением (или делением). Обычно дочерние изотопы, образующиеся при делении, представляют собой разнообразную смесь продуктов, а не конкретный изотоп, как при испускании альфа- и бета-частиц. Часто при делении образуются избыточные нейтроны, которые иногда захватываются другими ядрами, что может вызвать дополнительные радиоактивные события.Уран-235 подвергается самопроизвольному делению в небольшой степени. Одна типичная реакция —

.

, где 0 1 n нейтрон. Как и в случае любого ядерного процесса, суммы атомных и массовых чисел должны быть одинаковыми с обеих сторон уравнения. Спонтанное деление обнаруживается только в крупных ядрах. Самым маленьким ядром, демонстрирующим спонтанное деление, является свинец-208. (Деление — это радиоактивный процесс, используемый на атомных электростанциях и одном из типов ядерных бомб.)

(Вернуться к началу)

3.2 Радиоактивные полужизни

Каждый радиоактивный нуклид имеет характеристический, постоянный период полураспада ( t 1/2 ), время, необходимое для распада половины атомов в образце. Период полураспада изотопа позволяет нам определить, как долго образец полезного изотопа будет доступен и как долго образец нежелательного или опасного изотопа должен храниться, прежде чем он распадется до достаточно низкого уровня излучения, который больше не является допустимым. проблема.

Например, кобальт-60, изотоп, излучающий гамма-лучи, используемый для лечения рака, имеет период полураспада 5,27 года (рис. 3.5). В данном источнике кобальта-60, поскольку половина ядер распадается каждые 5,27 года, как количество материала, так и интенсивность испускаемого излучения сокращаются вдвое каждые 5,27 года. Обратите внимание, что для данного вещества интенсивность излучения, которое оно производит, прямо пропорциональна скорости распада вещества и количеству вещества. Таким образом, источник кобальта-60, который используется для лечения рака, необходимо регулярно заменять, чтобы он оставался эффективным.

Рисунок 3.5. Распад кобальта-60. Для кобальта-60, период полураспада которого составляет 5,27 года, 50% остается через 5,27 года (один период полураспада), 25% остается через 10,54 года (два периода полураспада), 12,5% остается через 15,81 года (три период полураспада) и так далее. Обратите внимание, что каждый период полураспада имеет одинаковую продолжительность.

Поскольку каждый период полураспада радионуклида имеет одинаковый период времени, мы можем использовать следующее уравнение для расчета, сколько радиоактивного нуклида остается после прохождения любого числа (n) периодов полураспада:

Практическая задача:

Вопрос: Период полураспада Zn-71 равен 2.4 минуты. Если бы в начале было 100,0 г, сколько граммов осталось бы по прошествии 7,2 минут?

Решение:

Шаг 1. Определите количество прошедших периодов полураспада: количество периодов полураспада = прошедшее время, разделенное на период полураспада (убедитесь, что единицы времени совпадают !!)

Шаг 2. Используйте уравнение «Остаточный изотоп», чтобы определить, сколько изотопа останется после того, как пройдет период полураспада, определенный на шаге 1.

(Вернуться к началу)

3.3 Биологические эффекты радиационного воздействия

Существует большая разница в величине биологического воздействия неионизирующего излучения (например, света и микроволн) и ионизирующего излучения , излучения, достаточно мощного, чтобы выбивать электроны из молекул (например, α- и β-частицы, γ-лучи, рентгеновские лучи и высокоэнергетическое ультрафиолетовое излучение) (Рисунок 3.6).

Рисунок 3.6. Повреждающее действие ионизирующего излучения. Низкочастотное электромагнитное излучение с меньшей энергией является неионизирующим, а электромагнитное излучение с более высокой частотой и энергией является ионизирующим.

Энергия, поглощенная неионизирующим излучением, ускоряет движение атомов и молекул, что эквивалентно нагреву образца. Хотя биологические системы чувствительны к теплу (о чем мы можем узнать, прикоснувшись к горячей плите или проведя день на пляже на солнце), для достижения опасного уровня необходимо большое количество неионизирующего излучения.Ионизирующее излучение, однако, может вызвать гораздо более серьезные повреждения, разрывая связи или удаляя электроны в биологических молекулах, нарушая их структуру и функцию (рис. 3.7).

Рисунок 3.7. Биологические эффекты ионизирующего излучения. Ионизирующее излучение может напрямую повредить биомолекулу, ионизируя ее или разрывая связи

Радиация может нанести вред всему телу (соматическое повреждение) или яйцеклеткам и сперме (генетическое повреждение).Его эффекты более выражены в клетках, которые быстро воспроизводятся, таких как слизистая оболочка желудка, волосяные фолликулы, костный мозг и эмбрионы. Вот почему пациенты, проходящие лучевую терапию, часто испытывают тошноту или тошноту в животе, теряют волосы, болят кости и т. Д., И почему необходимо соблюдать особую осторожность при прохождении лучевой терапии во время беременности.

(Вернуться к началу)

3,4 Использование радиоактивных изотопов

Радиоактивные изотопы имеют те же химические свойства, что и стабильные изотопы того же элемента, но излучают излучение, которое можно обнаружить.Если мы заменим один (или несколько) атом (ов) радиоизотопом (ами) в соединении, мы сможем отслеживать их, отслеживая их радиоактивные выбросы. Этот тип соединения называется радиоактивным индикатором (или радиоактивным индикатором ). Радиоизотопы используются для отслеживания биохимических реакций или для определения того, как вещество распределяется в организме. Радиоактивные индикаторы также используются во многих медицинских приложениях, включая диагностику и лечение. Они также используются во многих других отраслях промышленности для измерения износа двигателя, анализа геологических образований вокруг нефтяных скважин и многого другого.

Радиоизотопы произвели революцию в медицинской практике, где они широко используются. Ежегодно в Соединенных Штатах проводится более 10 миллионов процедур ядерной медицины и более 100 миллионов испытаний ядерной медицины. Четыре типичных примера радиоактивных индикаторов, используемых в медицине, — это технеций-99, таллий-201, йод-131 и натрий-24. Поврежденные ткани сердца, печени и легких преимущественно поглощают определенные соединения технеция-99. После инъекции местоположение соединения технеция и, следовательно, поврежденной ткани может быть определено путем обнаружения γ-лучей, испускаемых изотопом Tc-99.Таллий-201 (рис. 3.8) концентрируется в здоровой сердечной ткани, поэтому два изотопа, Tc-99 и Tl-201, используются вместе для исследования сердечной ткани. Йод-131 концентрируется в щитовидной железе, печени и некоторых частях мозга. Поэтому его можно использовать для контроля зоба и лечения заболеваний щитовидной железы, таких как болезнь Грейвса, а также опухолей печени и головного мозга. Солевые растворы, содержащие соединения натрия-24, вводятся в кровоток, чтобы помочь найти препятствия для кровотока.

Рисунок 3.8. Введение таллия-201 пациенту и последующее выполнение стресс-теста дает медицинским работникам возможность визуально анализировать работу сердца и кровоток. (кредит: модификация работы «Blue0ctane» / Wikimedia Commons)

Радиоизотопы, используемые в медицине, обычно имеют короткий период полураспада — например, Tc-99 имеет период полураспада 6,01 часа. Это делает Tc-99 практически невозможным для хранения и чрезмерно дорогим для транспортировки, поэтому его вместо этого производят на месте.Больницы и другие медицинские учреждения используют Mo-99 (который в основном извлекается из продуктов деления U-235) для производства Tc-99. Mo-99 подвергается β-распаду с периодом полураспада 66 часов, а затем Tc-99 извлекается химически (рис. 3.9). Исходный нуклид Mo-99 является частью иона молибдата; при распаде образует ион пертехнетата. Эти два водорастворимых иона разделяются с помощью колоночной хроматографии, причем ион молибдата с более высоким зарядом адсорбируется на оксиде алюминия в колонке, а ион пертехнетата с более низким зарядом проходит через колонку в растворе.Несколько микрограммов Mo-99 могут произвести достаточно Tc-99 для проведения до 10 000 тестов.

Рисунок 3.9. (a) Первый генератор Tc-99m (около 1958 г.) используется для отделения Tc-99 от Mo-99. MoO 4 2– сохраняется в матрице в столбце, тогда как TcO 4 –. проходит и собирается. (b) Tc-99 использовался в этом сканировании шеи пациента с болезнью Грейвса. Сканирование показывает расположение высоких концентраций Tc-99.(кредит а: модификация работы Министерства энергетики; кредит b: модификация работы «MBq» / Wikimedia Commons)

При сканировании с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ)

радиация используется для диагностики и отслеживания состояния здоровья, а также для мониторинга лечения путем выявления того, как функционируют части тела пациента (рис. 3.10). Для выполнения ПЭТ-сканирования радиоизотоп, излучающий позитроны, производится в циклотроне, а затем присоединяется к веществу, которое используется исследуемой частью тела.Это «меченое» соединение, или радиоактивный индикатор , затем вводится пациенту (вводится внутривенно или вдыхается в виде газа), и то, как оно используется тканью, показывает, как функционирует этот орган или другая область тела.

Рисунок 3.10. ПЭТ-сканер (а) использует излучение для получения изображения того, как функционирует часть тела пациента. Сканирование, которое он производит, можно использовать для визуализации здорового мозга (b) или для диагностики заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера (c).(кредит а: модификация работы Йенса Мауса)

Например, F-18 продуцируется протонной бомбардировкой 18 O () и включается в аналог глюкозы, называемый флудезоксиглюкозой (FDG). То, как ФДГ используется организмом, дает важную диагностическую информацию; например, поскольку рак использует глюкозу иначе, чем нормальные ткани, ФДГ может выявить рак. 18 F испускает позитроны, которые взаимодействуют с соседними электронами, создавая всплеск гамма-излучения. Эта энергия обнаруживается сканером и преобразуется в подробное трехмерное цветное изображение, которое показывает, как функционирует эта часть тела пациента.Разные уровни гамма-излучения создают различную яркость и цвета изображения, которые затем могут быть интерпретированы радиологом, чтобы выявить, что происходит. Сканирование с помощью ПЭТ может выявить повреждение сердца и болезни сердца, помочь диагностировать болезнь Альцгеймера, указать часть мозга, пораженную эпилепсией, выявить рак, показать, на какой стадии он находится и насколько он распространился, и насколько эффективны методы лечения. В отличие от магнитно-резонансной томографии и рентгеновских лучей, которые показывают только то, как что-то выглядит, большое преимущество ПЭТ-сканирования заключается в том, что они показывают, как что-то функционирует.В настоящее время ПЭТ-сканирование обычно выполняется в сочетании с компьютерной томографией.

Радиоизотопы также могут использоваться, обычно в более высоких дозах, чем в качестве индикатора, для лечения. Лучевая терапия — это использование высокоэнергетического излучения для повреждения ДНК раковых клеток, которое убивает их или препятствует их делению (рис. 3.11). Больной раком может пройти внешнюю лучевую терапию , доставленную аппаратом вне тела, или внутреннюю лучевую терапию (брахитерапию) с радиоактивным веществом, которое было введено в тело.Обратите внимание, что химиотерапия похожа на внутреннюю лучевую терапию тем, что лекарство от рака вводится в организм, но отличается тем, что химиотерапия использует химические, а не радиоактивные вещества для уничтожения раковых клеток.

Рисунок 3.11. На карикатуре на (а) показан аппарат на основе кобальта-60, используемый для лечения рака. На схеме (b) показано, как портал машины Co-60 вращается по дуге, фокусируя излучение на целевой области (опухоль) и сводя к минимуму количество излучения, проходящего через близлежащие области.

Кобальт-60 — это синтетический радиоактивный изотоп, получаемый нейтронной активацией Co-59, который затем подвергается β-распаду с образованием Ni-60 вместе с испусканием γ-излучения. Общий процесс:

Общая схема распада для этого графически показана на рисунке 3.12.

Рисунок 3.12. Co-60 подвергается серии радиоактивных распадов. Γ-излучения используются для лучевой терапии.

Радиоизотопы используются по-разному для изучения механизмов химических реакций у растений и животных.К ним относятся маркировка удобрений в исследованиях поглощения питательных веществ растениями и ростом сельскохозяйственных культур, исследования процессов пищеварения и производства молока у коров, а также исследования роста и метаболизма животных и растений.

Например, радиоизотоп C-14 был использован для выяснения деталей того, как происходит фотосинтез. Общая реакция:

, но процесс намного сложнее, он проходит через серию этапов, на которых образуются различные органические соединения. При изучении пути этой реакции растения подвергались воздействию CO 2 , содержащего высокую концентрацию.Через регулярные промежутки времени растения анализировали, чтобы определить, какие органические соединения содержат углерод-14 и сколько присутствует каждого соединения. Из временной последовательности, в которой появляются соединения, и количества каждого из них, присутствующего в заданные промежутки времени, ученые узнали больше о пути реакции.

Коммерческие применения радиоактивных материалов также разнообразны (рис. 3.13). Они включают определение толщины пленок и тонких металлических листов с использованием проникающей способности различных типов излучения.Дефекты в металлах, используемых для структурных целей, могут быть обнаружены с помощью высокоэнергетического гамма-излучения кобальта-60 аналогично тому, как рентгеновские лучи используются для исследования человеческого тела. В одной из форм борьбы с вредителями мухи контролируются путем стерилизации самцов мух гамма-излучением, чтобы самки, размножающиеся с ними, не давали потомства. Многие продукты сохраняются за счет радиации, которая убивает микроорганизмы, вызывающие порчу продуктов.

Рисунок 3.13. Обычное коммерческое использование радиации включает (а) рентгеновское обследование багажа в аэропорту и (б) хранение продуктов питания.(кредит а: модификация работы министерства военно-морского флота; кредит б: модификация работы министерства сельского хозяйства США)

Америций-241, α-излучатель с периодом полураспада 458 лет, в небольших количествах используется в детекторах дыма ионизационного типа (рис. 3.14). Эмиссия α от Am-241 ионизирует воздух между двумя электродными пластинами в ионизационной камере. Батарея создает потенциал, который вызывает движение ионов, создавая небольшой электрический ток. Когда дым попадает в камеру, движение ионов затрудняется, что снижает проводимость воздуха.Это вызывает заметное падение тока, вызывая тревогу.

Рисунок 3.14. Внутри дымового извещателя Am-241 испускает α-частицы, которые ионизируют воздух, создавая небольшой электрический ток. Во время пожара частицы дыма препятствуют потоку ионов, уменьшая ток и вызывая тревогу. (кредит а: модификация работы «Маффет» / Wikimedia Commons)

(Вернуться к началу)

3.5 Краткое содержание главы

Радиоактивность определяется как испускание частиц и электромагнитных лучей из ядра нестабильного атома.В этой главе были представлены шесть типов излучения, образующегося во время ядерного распада, включая:

  • альфа (α) распад , который состоит из двух протонов и двух нейтронов и имеет заряд +2.
  • бета (β) распад , который представляет собой электрон, выброшенный из ядра (не из электронных оболочек вокруг ядра), имеет заряд -1 и не имеет массы. Внутри ядра нейтрон испускает электрон и при этом превращается в протон.
  • гамма (γ) распад , который характеризуется испусканием ионизирующего излучения и не содержит массы или заряда.
  • испускание позитрона (β + ) , который является позитроном, выброшенным из ядра, имеет заряд +1 и не имеет массы. Внутри ядра протон испускает позитрон и при этом превращается в нейтрон.
  • захват электрона происходит, когда электрон внутренней оболочки соединяется с протоном и превращается в нейтрон. Потеря электрона внутренней оболочки оставляет вакансию, которая будет заполнена одним из внешних электронов. Когда внешний электрон падает в вакансию, он часто излучает энергию в виде рентгеновских лучей.
  • деление ядра происходит, когда атомное ядро ​​распадается на более мелкие части в результате радиоактивного процесса, который высвобождает избыточные нейтроны.

Каждый радиоактивный нуклид имеет характеристический, постоянный период полураспада ( t 1/2 ), время, необходимое для распада половины атомов в образце. Приведенное ниже уравнение можно использовать для определения того, сколько изотопа останется после прохождения заданного числа периодов полураспада

Радиоактивные выбросы могут вызвать повреждение биологических систем, вызывая распад белков и ДНК.Это может привести к клеточному и генетическому повреждению и повысить риск заболевания, например, рака. Однако при использовании в небольших количествах и в контролируемых условиях радиоактивных индикаторов и методы лечения оказались революционными для области медицины. Например, Лучевая терапия — это использование высокоэнергетического излучения для повреждения ДНК раковых клеток, которое убивает их или препятствует их делению. Радиоактивные индикаторы также были очень полезны при оценке сердечных заболеваний, дисфункции щитовидной железы и других заболеваний крови. Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) При сканировании используется излучение для диагностики и отслеживания состояния здоровья, а также для наблюдения за лечением, показывая, как части тела пациента функционируют, а рентгеновские лучи уже давно используются для визуализации переломов костей и полостей в зубах.

(Вернуться к началу)

3,6 Ссылки

Если не указано иное, ресурсы для этой главы были изменены из следующих ресурсов Creative Commons:

  1. OpenStax.(2016) Глава 21 — Ядерная химия. Химия Университета Райса находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International, доступ получен 1 декабря 2018 г. по адресу: https://opentextbc.ca/chemistry/chapter/introduction-2/

Радиоактивность | Безграничная химия

Открытие радиоактивности

Беккерель случайно обнаружил, что богатый ураном минерал испускает невидимые проникающие лучи, которые могут затемнять фотографическую пластинку.

Цели обучения

Обсудить историю открытия радиации

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Излучение обнаруженных Беккерелем лучей называется ядерной радиоактивностью, а сами лучи — ядерным излучением.
  • Ядро, которое спонтанно разрушает часть своей массы, испуская излучение, подвергается радиоактивному распаду.
  • Уровень радиации не зависит от химического состояния.
  • Мари и Пьер Кюри открыли два новых радиоактивных элемента, которые Мари назвала полонием и радием.
Ключевые термины
  • радиоактивность : Спонтанное излучение ионизирующего излучения в результате ядерной реакции или непосредственно в результате распада нестабильного ядра.
  • распад : изменение путем деления, испускания излучения, захвата или потери одного или нескольких электронов.

Пичбленда Беккереля

В 1896 году французский физик Антуан Анри Беккерель случайно обнаружил, что богатый ураном минерал, называемый ураном, испускает невидимые проникающие лучи, которые могут затемнять фотопластинку, заключенную в непрозрачную оболочку. Работая с фосфоресцирующими материалами, ему случилось нанести смолу на черную бумагу, которой он покрыл кусок пленки.Присмотревшись повнимательнее, он заметил, что на пленке было много пятен, и этого не происходило при размещении других элементов на бумаге. В конце концов он пришел к выводу, что для создания этого эффекта из кристаллов урана должны исходить какие-то лучи.

Это означает, что лучи переносят энергию, но настуран излучает их непрерывно без каких-либо затрат энергии. Это явное нарушение закона сохранения энергии. Вскоре стало очевидно, что лучи Беккереля исходят из ядер атомов.

Эмиссия этих лучей называется ядерной радиоактивностью или просто радиоактивностью. Лучи называют ядерным излучением. Говорят, что ядро, которое спонтанно разрушает часть своей массы, испуская излучение, распадается. Вещество или объект, излучающие ядерное излучение, называют радиоактивными. Беккерель обнаружил, что радиация связана с определенными элементами, такими как уран. Уран радиоактивен независимо от того, находится ли он в форме элемента или соединения. Кроме того, излучение не зависит от температуры, давления или состояния ионизации атома урана.Поскольку все эти факторы влияют на электроны в атоме, излучение не может происходить от электронных переходов, как это происходит в атомных спектрах.

Мария и Пьер Кюри

В 1898 году Мария Кюри начала свое докторское исследование лучей Беккереля. Она и ее муж Пьер вскоре обнаружили два новых радиоактивных элемента, которые она назвала полонием в честь ее родины в Польше и радием, потому что он излучает. Эти два новых элемента заполнили дыры в периодической таблице и показали гораздо более высокий уровень радиоактивности, чем уран.За четыре года работы в плохих условиях и на собственные средства семья Кюри переработала более тонны урановой руды, чтобы выделить всего лишь грамм соли радия.

Пьер и Мария Кюри : Пьер и Мария Кюри в их парижской лаборатории до 1907 года.

Радий стал очень желанным, потому что он был примерно в два миллиона раз радиоактивнее урана. Радиевая соль Кюри заметно светилась от излучения. Однако это излучение сказалось на них и других неосведомленных исследователях.

Вскоре после того, как Мари защитила докторскую диссертацию, Кюри и Беккерель разделили Нобелевскую премию по физике 1903 года за свою работу по радиоактивности. Кюри, получившая в 1911 году Нобелевскую премию по химии за открытие двух новых элементов, остается единственным человеком, получившим Нобелевские премии как по физике, так и по химии. Радиоактивные отпечатки пальцев Мари на некоторых страницах ее блокнотов все еще могут засвечивать пленку.

Мари пострадала от радиационно-индуцированных поражений и умерла от лейкемии, вероятно, вызванной радиацией.Она активно занималась исследованиями почти до своей смерти в 1934 году. В следующем году ее дочь и зять, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри были удостоены Нобелевской премии по химии за открытие искусственно индуцированного излучения.

Режимы радиоактивного распада

Радиоактивный распад происходит, когда нестабильное атомное ядро ​​испускает частицы или световые волны.

Цели обучения

Сравните относительную проникающую способность трех типов ядерного излучения

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Продукты радиоактивного распада, которые мы обсудим здесь, — это альфа, бета и гамма, упорядоченные по их способности проникать в материю.Альфа обозначает самую большую частицу, и она проникает меньше всего.
  • Альфа-частицы несут положительный заряд, бета-частицы несут отрицательный заряд, а гамма-лучи нейтральны.
  • Альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов, связанных вместе.
  • Бета-частицы — это электроны высоких энергий.
  • Гамма-лучи — это волны электромагнитной энергии или фотонов.
Ключевые термины
  • изотоп : вариант определенного химического элемента, который имеет то же количество протонов, что и другие атомы элемента, но отличается по количеству нейтронов.
  • гамма-луч : высокоэнергетическая волна электромагнитной энергии.
  • бета-частица : электрон высокой энергии, выделяющийся во время бета-распада.
  • альфа-частица : частица, состоящая из двух протонов и двух нейтронов, связанных вместе, идентична ядру гелия.

Радиоактивность

Радиоактивный распад происходит, когда нестабильное атомное ядро ​​теряет энергию из-за испускания энергии в форме испускаемых частиц или электромагнитных волн, называемых излучением.Изотопы — это атомы одного и того же элемента (таким образом, имеющие одинаковое количество протонов), которые различаются количеством нейтронов в их ядрах. Некоторые изотопы данного элемента более нестабильны, чем другие, вызывая ядерную реакцию, которая высвобождает энергию для достижения более стабильной ядерной конфигурации. Такие изотопы радиоактивны и называются «радиоизотопами».

Типы распада

Есть много типов испускаемых частиц и излучения, которые производят радиоизотопы при распаде.Здесь мы обсудим следующие типы: альфа, бета и гамма (перечислены по возрастающей способности проникать в материю). Альфа-распад наблюдается только у более тяжелых элементов с атомным номером больше 52, теллура. Два других типа распада наблюдаются во всех элементах.

Таблица режимов радиоактивного распада : Радионуклиды могут подвергаться ряду различных реакций, которые кратко описаны здесь. Ядро с массовым числом A и атомным номером Z обозначается как (A, Z). В столбце «Дочернее ядро» указано отличие нового ядра от исходного.Таким образом, (A — 1, Z) означает, что массовое число на единицу меньше, чем раньше, но атомный номер не изменился.

Альфа, Бета, Гамма Состав

Альфа-частицы несут положительный заряд, бета-частицы несут отрицательный заряд, а гамма-лучи нейтральны. Альфа-частицы имеют большую массу, чем бета-частицы. Пропуская альфа-частицы через очень тонкое стеклянное окно и улавливая их в газоразрядной трубке, исследователи обнаружили, что альфа-частицы эквивалентны ядрам гелия (He).Другие эксперименты показали сходство между классическим бета-излучением и катодными лучами; они оба являются потоками электронов. Аналогичным образом было обнаружено, что гамма-излучение и рентгеновские лучи похожи на высокоэнергетическое электромагнитное излучение.

Три типа излучения имеют разные уровни проникающей способности. Проникающая способность относится к энергии, с которой частицы излучения выбрасываются из атома. Чем выше энергия, тем больше частиц или света, образующихся при радиоактивном распаде, проникает в вещество.

Проникновение мод распада : Альфа-частицы могут быть полностью остановлены листом бумаги. Бета-частицы можно остановить с помощью алюминиевой защиты. Гамма-излучение может быть уменьшено только за счет гораздо более значительной массы, такой как очень толстый слой свинца.

Альфа-распад

Альфа-частица (α \ alpha) состоит из двух протонов и двух нейтронов, связанных вместе. Этот вид излучения имеет положительный заряд (из-за наличия двух протонов). Альфа-частица иногда обозначается с использованием химического символа He 2+ , потому что она имеет ту же структуру, что и атом гелия, у которого отсутствуют два электрона — отсюда общий заряд +2.Их огромный размер (по сравнению, например, с бета-частицами) означает, что альфа-частицы имеют очень низкую проникающую способность. Проникающая способность описывает, насколько легко частицы могут проходить через другой материал. Поскольку альфа-частицы обладают низкой проникающей способностью, например, внешний слой кожи человека может блокировать эти частицы.

Альфа-распад происходит из-за того, что в ядре радиоизотопа слишком много протонов. Ядро со слишком большим количеством протонов вызывает отталкивание между подобными зарядами.Чтобы уменьшить это отталкивание, ядро ​​испускает α-частицу. Примеры этого можно увидеть в распаде америция (Am) до нептуния (Np).

Бета-распад

В радиоактивных ядрах со слишком большим количеством нейтронов нейтрон может превращаться в электрон, называемый бета-частицей. Бета-частицы (β) имеют более высокую проникающую способность, чем альфа-частицы (они могут проходить через более толстые материалы, такие как бумага).

Во время бета-распада количество нейтронов в атоме уменьшается на единицу, а количество протонов увеличивается на единицу.Фактически нейтрон превращался в протон в распадающемся ядре, высвобождая бета-частицу. Поскольку количество протонов до и после распада различно, атом превратился в другой элемент.

Гамма-распад

Некоторые реакции распада выделяют энергию в виде электромагнитных волн, называемых гамма-лучами. Гамма-излучение (γ) является частью электромагнитного спектра, как и видимый свет. Однако, в отличие от видимого света, люди не могут видеть гамма-лучи, потому что они имеют гораздо более высокую частоту и энергию, чем видимый свет.Гамма-излучение не имеет массы или заряда. Этот вид излучения способен проникать через самые распространенные вещества, в том числе металлы. Единственные вещества, которые могут поглощать это излучение, — это толстый свинец и бетон.

Реакции гамма-распада происходят, если энергия ядра радиоизотопа слишком высока, а результирующий атомный номер и атомная масса остаются неизменными в ходе реакции.

Скорость радиоактивного распада

Скорость радиоактивного распада экспоненциальна и характеризуется такими константами, как период полураспада, а также активностью и количеством частиц.{- \ lambda \ text {t}} [/ латекс].

  • Хотя распределение родительских распадов следует экспоненциальному, наблюдения за временами распада будут ограничены конечным целым числом N атомов.
    • Ключевые термины
    • нуклид : атомное ядро, определяемое его атомным номером и атомной массой.
    • период полураспада : время, необходимое для того, чтобы половина ядер в образце определенного изотопа подверглась радиоактивному распаду.

    Скорость распада

    Скорость распада радиоактивного вещества характеризуется следующими постоянными величинами:

    • Период полураспада (t 1/2 ) — это время, за которое активность данного количества радиоактивного вещества распадается до половины своего первоначального значения.
    • Среднее время жизни (τ, «тау») — это среднее время жизни радиоактивной частицы до распада.
    • Постоянная затухания (λ, «лямбда») — это величина, обратная среднему времени жизни.

    Хотя это константы, они связаны со статистически случайным поведением популяций атомов. Прогнозы с использованием этих констант менее точны для небольшого числа атомов.

    Также необходимо учитывать переменные во времени:

    • Общая активность (A) — это количество распадов радиоактивного образца в единицу времени.
    • Число частиц (N) — это общее количество частиц в пробе.
    • Удельная активность (SA) — количество распадов в единицу времени на количество вещества в образце в момент времени, установленный на ноль (t = 0). «Количество вещества» может быть массой, объемом или молями исходного образца.

    Радиоактивность — очень частый пример экспоненциального распада. Закон радиоактивного распада описывает статистическое поведение большого количества нуклидов, а не отдельных.В следующем соотношении количество нуклидов или совокупность нуклидов N, конечно, является натуральным числом. Учитывая образец конкретного радиоизотопа, количество событий распада, -dN, которые, как ожидается, произойдут за небольшой интервал времени, dt, пропорционально количеству присутствующих атомов N, то есть:

    [латекс] — \ frac {\ text {dN}} {\ text {dt}} \ propto \ text {N} [/ latex]

    Экспоненциальное убывание : величина, подвергающаяся экспоненциальному убыванию. Чем больше константа затухания, тем быстрее величина исчезает.Этот график показывает затухание для постоянных затухания 25, 5, 1, 1/5 и 1/25 для x от 0 до 5.

    Отдельные радионуклиды распадаются с разной скоростью, поэтому каждый имеет свою константу распада λ. Ожидаемый распад [латекс] \ frac {- \ text {dN}} {\ text {N}} [/ latex] пропорционален приращению времени, dt. Константа [latex] \ lambda [/ latex] используется, чтобы сделать две стороны равными:

    [латекс] — \ frac {\ text {dN}} {\ text {N}} = \ quad \ lambda \ text {dt} [/ latex]

    Знак минус указывает, что N уменьшается с увеличением времени, поскольку каждое событие распада следует одно за другим.{- \ lambda \ text {t}} [/ latex]

    Здесь N 0 — значение N в момент времени t = 0.

    Единица измерения радиоактивной активности в системе СИ — беккерель (Бк) в честь ученого Анри Беккереля. Один Бк определяется как одно преобразование, распад или распад в секунду. Поскольку разумные размеры радиоактивного материала содержат много атомов, Бк является крошечной мерой активности; обычно используются суммы, дающие активность порядка ГБк (гигабеккерель, 1 x 10 9 распадов в секунду) или ТБк (терабеккерель, 1 x 10 12 распадов в секунду).

    Другой единицей радиоактивности является кюри, Ки, которая первоначально была определена как количество эманации радия (радон-222) в равновесии с одним граммом чистого радия, изотопа Ra-226. В настоящее время она по определению равна активности любого распадающегося радионуклида со скоростью распада 3,7 × 10 10 Бк, так что 1 кюри (Ки) = 3,7 × 10 10 Бк. SI в настоящее время не рекомендует использование Ci. Низкая активность также измеряется в распадах в минуту (dpm).{-1} [/ латекс]

    Период полураспада радиоактивного распада

    Период полураспада — это параметр скорости распада, который связан с константой распада следующим образом: [latex] {\ text {t}} _ {\ frac {1} {2}} = \ frac {\ text { ln} 2} {\ lambda} [/ латекс].

    Цели обучения

    Рассчитать период полураспада радиоактивного элемента

    Основные выводы

    Ключевые моменты
    • Взаимосвязь между временем, периодом полураспада и количеством радионуклида определяется следующим образом: [latex] \ text {N} = {\ text {N}} _ {0} {\ text {e}} ^ {- \ lambda \ text {t}} [/ латекс].
    • Взаимосвязь между периодом полураспада и константой распада показывает, что высокорадиоактивные вещества быстро превращаются в дочерние нуклиды, в то время как те, которые излучают слабо, требуют больше времени для преобразования.
    • Поскольку вероятность распада постоянна, ученые могут описать процесс распада как постоянный период времени.
    Ключевые термины
    • период полураспада : время, необходимое для того, чтобы половина ядер в образце определенного изотопа подверглась радиоактивному распаду.

    Скорость распада

    Радиоактивный распад — случайный процесс на одноатомном уровне; невозможно точно предсказать, когда тот или иной атом распадется. Однако вероятность того, что данный атом распадется, постоянна с течением времени. Для большого числа атомов скорость распада для совокупности в целом может быть вычислена из измеренных констант распада нуклидов или, что то же самое, из периодов полураспада.

    Моделирование радиоактивного распада : Моделирование многих идентичных атомов, подвергающихся радиоактивному распаду, начиная с четырех атомов (слева) и 400 атомов (справа).{- \ lambda \ text {t}} [/ latex]

    В этом уравнении λ, произносится как «лямбда», представляет собой константу распада, которая является обратной величиной среднего времени жизни, а N 0 представляет собой значение N при t = 0. Уравнение показывает, что постоянная затухания λ имеет единицы t -1 .

    Период полураспада связан с постоянной распада. Если вы установите N = [latex] \ frac {\ text {N} _0} {2} [/ latex] и t = t 1/2 , вы получите следующее:

    [латекс] {\ text {t}} _ {1/2} = \ frac {\ text {ln} 2} {\ lambda} [/ latex]

    https: // www.youtube.com/watch?v=opjJ-3Tkfyg;stop=353

    Ядерный период полураспада: введение и объяснение : Ядерный период полураспада — это время, которое требуется половине радиоактивного образца для распада. В этом видео мы узнаем основы ядерного полураспада, рассмотрим графики и практические задачи.

    Это соотношение между периодом полураспада и константой распада показывает, что высокорадиоактивные вещества быстро расходуются, в то время как те, которые излучают слабо, сохраняются дольше. Период полураспада широко варьируется; Период полураспада 209 Bi составляет 1019 лет, в то время как нестабильные нуклиды могут иметь период полураспада, который, как измерено, составляет всего 10 −23 секунд.

    Пример

    Каков период полураспада элемента X, если для его распада с 50 до 12,5 граммов требуется 36 дней?

    От 50 до 25 грамм — это один период полураспада.

    От 25 граммов до 12,5 граммов — это еще один период полураспада.

    Итак, для того, чтобы 50 граммов разложились до 12,5 граммов, должны пройти два периода полураспада, что в сумме займет 36 дней. Это означает, что период полураспада элемента X составляет 18 дней.

    Датирование по радиоактивному распаду

    Радиометрическое датирование используется для датирования материалов с использованием скорости распада радиоактивного изотопа.

    Цели обучения

    Вычислить возраст радиоактивного образца на основе периода полураспада радиоактивного компонента

    Основные выводы

    Ключевые моменты
    • Самыми известными методами радиоактивного датирования являются радиоуглеродное датирование, датирование калием-аргоном и датирование ураном и свинцом.
    • По истечении одного периода полураспада половина атомов рассматриваемого нуклида распадется до «дочернего» нуклида.
    • В любом материале, содержащем радиоактивный нуклид, соотношение исходного нуклида к продуктам его распада изменяется предсказуемым образом по мере того, как исходный нуклид распадается с течением времени.
    Ключевые термины
    • радиометрическое датирование : Метод, используемый для датирования таких материалов, как горные породы, основанный на сравнении наблюдаемого количества встречающегося в природе радиоизотопа и продуктов его распада с использованием известных скоростей распада.

    Радиометрическая датировка

    Радиометрическое датирование, часто называемое радиоактивным датированием, — это метод, используемый для определения возраста таких материалов, как камни. Он основан на сравнении наблюдаемого количества встречающегося в природе радиоактивного изотопа и продуктов его распада с использованием известных скоростей распада.Это основной источник информации об абсолютном возрасте горных пород и других геологических характеристиках, включая возраст самой Земли, и его можно использовать для датирования широкого спектра природных и искусственных материалов.

    Наиболее известные методы радиометрического датирования включают радиоуглеродное датирование, датирование калием-аргоном и датирование ураном и свинцом. Установив геологические временные рамки, радиометрическое датирование обеспечивает важный источник информации о возрасте окаменелостей и темпах эволюционных изменений, а также используется для датирования археологических материалов, включая древние артефакты.Различные методы радиометрического датирования точны в разных временных масштабах и подходят для разных материалов.

    Распад

    По истечении одного периода полураспада половина атомов рассматриваемого нуклида распадется на «дочерний» нуклид или продукт распада. Во многих случаях дочерний нуклид радиоактивен, что приводит к цепочке распада. Эта цепочка в конечном итоге заканчивается образованием стабильного нерадиоактивного дочернего нуклида. Каждый шаг в такой цепочке характеризуется своим периодом полураспада.В этих случаях период полураспада, представляющий интерес для радиометрического датирования, обычно является самым длинным в цепочке. Этот период полураспада будет фактором, ограничивающим скорость окончательного превращения радиоактивного нуклида в его стабильную дочернюю (ые) дочь (и).

    Цепочка распада свинца : Пример цепи радиоактивного распада от свинца-212 (212Pb) до свинца-208 (208Pb). Каждый родительский нуклид спонтанно распадается на дочерний нуклид (продукт распада) через α-распад или β-распад. Конечный продукт распада, свинец-208 (208Pb), стабилен и больше не может подвергаться спонтанному радиоактивному распаду.

    Системы, которые использовались для радиометрического датирования, имеют период полураспада от примерно 10 лет (например, тритий) до более 100 миллиардов лет (например, Самарий-147). Однако в целом период полураспада нуклида зависит исключительно от его ядерных свойств и по существу является постоянной величиной. Следовательно, в любом материале, содержащем радиоактивный нуклид, соотношение исходного нуклида к продуктам его распада изменяется предсказуемым образом по мере того, как исходный нуклид распадается с течением времени. Эта предсказуемость позволяет использовать относительные количества связанных нуклидов в качестве часов для измерения времени, которое требуется родительскому атому, чтобы распасться на дочерний атом (ы).

    Точность и загрязнение

    Для точного радиометрического датирования обычно требуется:

    • Родительский продукт имеет достаточно длительный период полураспада, чтобы гарантировать, что родитель будет присутствовать в значительных количествах во время измерения. {\ lambda \ text {t }} — 1) [/ latex]

      Здесь t — возраст выборки; D — количество атомов дочернего изотопа в образце; D 0 — количество атомов дочернего изотопа в исходном составе; N — количество атомов родительского изотопа в образце в момент времени t (настоящее время), определяемое как N (t) = N o e -λt ; и λ — константа распада родительского изотопа, равная величине, обратной величине периода полураспада радиоактивного родительского изотопа, умноженному на натуральный логарифм 2.

      Пример

      Образец 100 г Cs-137 может распасться. Подсчитайте массу Cs-137, которая останется через 90 лет. Период полураспада Cs-137 составляет 30 лет.

      Первый период полураспада (30 лет): распадается 100 граммов Cs-137 и остается 50 граммов.

      Второй период полураспада (всего 60 лет): Остались оставшиеся 50 граммов распада Cs-137 и 25 граммов.

      Третий период полураспада (всего 90 лет): Остались оставшиеся 25 граммов распада Cs-137 и 12,5 граммов.

      Открытие радиоактивности — химия LibreTexts

      Открытие радиоактивности происходило в течение нескольких лет, начиная с открытия рентгеновских лучей в 1895 году Вильгельмом Конрадом Рентгеном и продолжая такими людьми, как Анри Беккерель и семья Кюри.Применение рентгеновских лучей и радиоактивных материалов широко применяется в медицине и промышленности. Радиоактивный материал используется во всем, от ядерных реакторов до солевых растворов, насыщенных изотопами. Эти технологии позволяют нам использовать огромное количество энергии и наблюдать за биологическими системами способами, которые были немыслимы менее века назад.

      Введение

      Что такое определение радиоактивного? Если вы посмотрите значение в словаре, вы получите запутанный ответ: Radioactive — прилагательное: испускает или относится к испусканию ионизирующего излучения или частиц. Это определение вызывает вопросы: что такое ионизирующее излучение или частицы? Что именно подразумевается под выбросом? Вы можете увидеть или почувствовать эти частицы? Что делает что-то радиоактивным?

      Открытие радиоактивности

      Вильгельм Конрад Рентген (1845-1923)

      Вклад: Получил первую Нобелевскую премию по физике за открытие рентгеновских лучей в 1901 году.

      8 ноября 1895 года в университете из Вюрцбурга, Рентген работал в лаборатории, когда заметил странную флуоресценцию, исходящую от соседнего стола.При дальнейшем наблюдении он обнаружил, что это происходит из частично откачанной трубки Хиттофа-Крукса, покрытой непрозрачной черной бумагой, которую он использовал для изучения катодных лучей. Он пришел к выводу, что флуоресценция, проникающая через непрозрачную черную бумагу, должна быть вызвана лучами. Позже это явление было названо рентгеновскими лучами, и хотя явление рентгеновского излучения не то же самое, что радиоактивность, Рентген открыл дверь для радиоактивных открытий.

      Антуан Анри Беккерель (1852-1908)

      Вклады: Получил Нобелевскую премию по физике за то, что первым открыл радиоактивность как явление, отличное от рентгеновского, и задокументировал различия между ними.

      Анри Беккерель узнал об открытии Рентгеном рентгеновских лучей через флуоресценцию, которую производят некоторые материалы. Используя метод, аналогичный методу Рентгена, Беккерель окружил несколько фотопластинок черной бумагой и флуоресцентными солями. С намерением продолжить изучение рентгеновских лучей, Беккерель намеревался поместить скрытую фотобумагу на солнечный свет и наблюдать за тем, что происходит. К сожалению, ему пришлось отложить эксперимент, потому что небо над Парижем было пасмурным.Он положил завернутые тарелки в темный ящик стола. Через несколько дней Беккерель вернулся к своему эксперименту, развернув фотобумагу и проявив ее, ожидая лишь легкого отпечатка от солей. Вместо этого соли оставили очень четкие очертания на фотобумаге, предполагая, что соли, независимо от отсутствия источника энергии, постоянно флуоресцируют. Беккерель открыл радиоактивность.

      Пьер (1859–1906) и Мари (1867–1934) Кюри

      Вклад: Пьер и Мари были удостоены Нобелевской премии по физике в 1903 году за свои работы по радиоактивности.Мария Кюри стала первой женщиной, удостоенной Нобелевской премии, и первым человеком, получившим две Нобелевские премии, когда она выиграла премию за открытие полония и радия в 1911 году.

      Хотя Анри Беккерель открыл радиоактивность, именно Мари Кюри, который ввел термин. Используя изобретенное ее мужем и его братом устройство, которое измеряет чрезвычайно низкие электрические токи, Кюри смогла заметить, что уран электризует воздух вокруг себя. Дальнейшие исследования показали, что активность соединений урана зависит от количества присутствующего урана и что радиоактивность не является результатом взаимодействия между молекулами, а скорее исходит от самого атома.Используя пичбленду и хальколит, Кюри обнаружила, что торий также является радиоактивным. Позже она обнаружила два новых радиоактивных элемента: радий и полоний, на что ей потребовалось несколько лет, поскольку эти элементы трудно извлечь и они чрезвычайно редки. К сожалению, Кюри умерли молодыми. Пьер Кюри погиб в результате несчастного случая на улице, а Мария умерла от апластической анемии, почти наверняка в результате радиационного облучения.

      Эрнест Резерфорд (1871-1937)

      Вклады: Эрнест Резерфорд считается отцом ядерной физики.С помощью эксперимента с золотой фольгой он смог раскрыть тайны атомной структуры. В 1908 году он получил благородную премию по химии.

      В 1909 году в Манчестерском университете Резерфорд бомбардировал кусок золотой фольги альфа-частицами. Резерфорд заметил, что, хотя большая часть частиц прошла прямо через фольгу, одна из каждых восьми тысяч была отклонена назад. «Это было так, как если бы вы выстрелили пятнадцатидюймовым морским снарядом по куску папиросной бумаги, а снаряд отскочил и попал в вас», — сказал Резерфорд.Он пришел к выводу, что, хотя атом состоит в основном из пустого пространства, большая часть его массы сосредоточена в очень небольшой положительно заряженной области, известной как ядро, в то время как электроны кружатся снаружи.

      Резерфорд также смог наблюдать, что радиоактивные элементы подвергались процессу распада с течением времени, который варьировался от элемента к элементу. В 1919 году Резерфорд использовал альфа-частицы, чтобы преобразовать один элемент (кислород) в другой элемент (азот). В газетах того времени это называли «расщеплением атома».»

      Что они обнаружили:

      Теперь у нас есть все необходимое для использования радиоактивных элементов. Рентген дал нам рентгеновские лучи, Беккерель обнаружил радиоактивность, Кюри смогли обнаружить, какие элементы были радиоактивными, а Резерфорд вызвал трансмутацию и» расщепление атома ». Все эти открытия и любопытство имели свою цену. Время показало разрушительные последствия радиационного воздействия и невероятные разрушения, которые можно было использовать с помощью этих элементов.

      Приложения

      Радиоактивные изотопы в настоящее время используются во многих аспектах жизни человека. Большинство людей признают вклад радиоактивности в промышленность, исследования и войну, но она даже используется в домах многих людей. Вот несколько примеров того, как сегодня используются радиоактивные изотопы.

      Дома

      У большинства людей есть радиоактивные материалы в их собственных домах, по крайней мере, мы на это надеемся. Почему? Потому что сегодня в большинстве детекторов дыма содержится очень небольшое количество америция-241.Как это работает? Америций-241 присутствует в детекторе в форме оксида и излучает альфа-частицы и гамма-лучи очень низкой энергии. Альфа-лучи поглощаются детектором, в то время как безвредные гамма-лучи могут улетучиваться. Альфа-частицы сталкиваются с кислородом и азотом в воздухе ионизационной камеры детектора, производя заряженные частицы или ионы. Небольшое электрическое напряжение проходит через камеру, которая используется для сбора этих ионов и управления небольшим электрическим током между двумя электродами.Когда дым попадает в камеру, он поглощает альфа-частицы, нарушая скорость ионизации в камере, тем самым отключая электрический ток, который включает сигнал тревоги.

      Для получения дополнительной информации посетите: http://home.howstuffworks.com/smoke2.htm

      Nuclear Power

      7 июня 1954 года в СССР была построена самая первая в мире атомная электростанция. Эти заводы, хотя и работают на экологически чистом сжигании, производят большое количество токсичных ядерных отходов, которые трудно устранить.На сегодняшний день примерно 15% мировой электроэнергии и 6% мировой электроэнергии производится на атомных электростанциях. В связи с повышением цен на газ многие страны мира задумались о расширении использования ядерной энергии.

      Проблема ядерной энергии в том, что, хотя она «чиста» в том смысле, что в атмосферу выбрасывается только водяной пар, у нее есть свои проблемы. Его необходимо постоянно регулировать, и от него чрезвычайно трудно избавиться. В прошлом плохое регулирование ядерной энергетики вызывало серьезные проблемы, такие как авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году.Даже при правильном регулировании отходы могут вызывать загрязнение, которое длится многие годы и разрушает природные ресурсы.

      Для получения дополнительной информации и конкретного примера посетите: http://www.world-nuclear.org/info/ch…byl/inf07.html

      Industry

      Гамма-стерилизация

      Используется гамма-облучение в больших масштабах стерилизовать одноразовые медицинские принадлежности, такие как шприцы, перчатки и другие инструменты, которые могут быть повреждены при тепловой стерилизации. Широкомасштабное гамма-облучение также используется для уничтожения паразитов, содержащихся в шерсти, древесине и других широко распространенных продуктах.В 1960-х годах в США было разрешено облучение мяса, и сейчас это широко используемый метод стерилизации пищевых продуктов. Облучение в небольшом масштабе также используется для переливания крови и других процедур медицинской стерилизации.

      Анализ гамма-лучей

      Гамма-лучи можно использовать для определения зольности угля. Облучая стабильные элементы радиоактивными лучами, можно вызвать флуоресценцию, энергия флуоресцентного рентгеновского излучения может помочь определить, представлены ли какие-либо элементы в материале.Интенсивность лучей может указывать на количество этого материала. Этот процесс обычно используется на заводах по переработке элементов.

      Медицина

      Радиоизотопы используются в качестве индикаторов в медицинских исследованиях. Люди принимают эти изотопы, что позволяет исследователям изучать такие процессы, как пищеварение, и обнаруживать медицинские проблемы, такие как рак и препятствия в пищеварительном тракте человека.

      Радиоактивные элементы также используются для устранения препятствий после ангиопластики и устранения рака.

      Война

      На сегодняшний день единственной страной, которая применила ядерное оружие и фактически применила его, являются Соединенные Штаты. 6 и 9 августа 1945 года США сбросили ядерное оружие на Нагасаки и Хиросиму, Япония. Это оружие было частью сверхсекретного проекта, известного сегодня как «Манхэттенский проект». Хотя те, кто находился в зоне взрыва, были мгновенно убиты, действие этого оружия будет ощущаться еще долгие годы. Многие другие люди умерли в течение нескольких месяцев после бомбардировки из-за радиационного отравления, а годы спустя врожденные дефекты подтвердили влияние радиоактивной бомбардировки на ДНК.

      Хороший ресурс по промышленному и медицинскому использованию радиоактивных изотопов: www.world-nuclear.org/info/inf56.htm

      Список радиоактивных элементов

      Все радиоактивные элементы естественного происхождения сконцентрированы между атомными номерами 84 и 118 в периодической таблице, хотя Tc и Pm являются исключением. Также обратите внимание, что на столе есть разрыв между 110 и 118, которые предположительно являются радиоактивными элементами, которые еще предстоит обнаружить. На сегодняшний день учеными идентифицировано 29 радиоактивных элементов:

      • Технеций (TC) — Переходный металл
      • Прометий (Pm) — Редкоземельный металл
      • Полоний (Po) — Металлиод
      • Астатин (At) — Галоген
      • Радон (Rn) — Благородный газ
      • Франций (Fr) — Щелочной металл
      • Радий (Ra) — Щелочноземельный металл
      • Актиний (Ac) — Редкоземельный металл
      • Торий (Th) — Редкоземельный металл
      • Протактиний (Па ) — Редкоземельный металл
      • Уран (U) — Редкоземельный металл
      • Нептуний (Np) — Редкоземельный металл
      • Плутоний (Pu) — Редкоземельный металл
      • Америций (Am) — Редкоземельный металл
      • Кюрий (Cm ) — Редкоземельный металл
      • Берклий (Bk) — Редкоземельный металл
      • Калифорний (Cf) — Редкоземельный металл
      • Эйнштейний (Es) — Редкоземельный металл
      • Фермий (Fm) — Редкоземельный металл
      • Менделевий (Md ) — Редкоземельный металл
      • Нобелий (Нет) — Редкоземельный металл
      • Лоуренсий (Lr) — Редкоземельный металл
      • Резерфордий (Rt) или Курчатовий (Ku) — Переходный металл
      • Дубний (Db) или Нильсбор (Ns) — Переходный металл
      • Сиборгий (Sg) — Переходный металл
      • Борий (Bh) — Переходный металл
      • Калий (Hs) — Переходный металл
      • Мейтнерий (Mt) — Переходный металл

      Что такое радиоактивность? — Урок для детей

      Из чего сделаны предметы?

      Все объекты состоят из небольших единиц, называемых атомами.Атомы слишком малы, чтобы их можно было увидеть в микроскоп, но все, от твердых тел и жидкостей до звезд и облаков, состоит из атомов. Атомы для объектов, как буквы для слов. Имея всего 26 букв, подумайте о каждом слове, которое можно составить. Из 118 обнаруженных атомов возможности создания любого объекта безграничны.

      Атомы состоят из трех частиц — протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны находятся в ядре атома. Мельчайшие частицы, электроны, вращаются вокруг ядра.Если атомы в объектах теряют любую из этих мелких частиц, образуются волны высокой энергии, и это то, что делает объект радиоактивным.

      Когда атомы становятся радиоактивными

      Каждый из 118 обнаруженных элементов определяется тем, сколько протонов у них есть. Число протонов в элементе обычно равно количеству нейтронов, а также равно количеству электронов. Однако иногда элемент получает больше нейтронов.Элемент с другим числом нейтронов, чем протонов, называется изотопом .

      Обычно изотопы счастливы, стабильны и безвредны. Иногда, однако, с вмешательством человека или с использованием долгоживущего изотопа атомы претерпевают серьезные изменения, которые приводят к радиоактивности. Их можно было бы назвать радиоактивными изотопами.

      Использование радиоактивных изотопов или радиоактивных атомов

      Люди нашли способы сделать атомы радиоактивными.Ученые используют волны высокой энергии, испускаемые радиоактивными атомами, для изготовления лекарств и технологий. Эти высокоэнергетические волны использовались, чтобы помочь понять структуру атомов почти 100 лет назад.

      Рентгеновские аппараты используют радиоактивные материалы, чтобы увидеть, сломаны ли кости в вашем теле. Радиоактивные объекты используются в лечении рака и лекарствах. Атомные электростанции зависят от радиоактивных атомов. Радиоактивность также убивает микробы в нашей пище или используется для дезинфекции предметов.

      Кобальт-60 — это искусственный изотоп, используемый для радиации против рака, а некоторые радиоактивные изотопы используются в ядерных реакторах для производства чистой энергии.

      Углерод-14 — изотоп, используемый для определения возраста горных пород и окаменелостей. Изотопы углерода стабильны в течение 5730 лет. После этого уголь разрушится и начнет терять частицы. Ученые могут определить возраст породы или окаменелости, посмотрев, сколько в них распавшихся изотопов углерода.

      На одном из первых рентгеновских снимков видна деформированная левая рука.

      Резюме урока

      Радиоактивность обнаруживается во многих объектах, от солнца до камней и даже бананов.Радиоактивность возникает, когда атомы в объектах теряют частицы и испускают высокоэнергетическое излучение. Ученые используют радиоактивные атомы или изотопов в объектах для многих технологий и лекарств.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *