Табиғи радиоактивтік. Радиоактивті ыдырау заңы. Физика, 11 сынып, презентация.

Табиғи радиоактивтік. Радиоактивті ыдырау заңы.

Оқу мақсаты:

11.7.2.1 – Радиоактивті ыдырау құбылыстарын (α, β және γ) және жартылай ыдырау периоды терминін түсіндіру

26 ақпан 1896 жыл

1898 жыл, ерлі-зайыптылар

Өздігінен сәуле шығару құбылысын радиоактивтілік деп атады.

Торийдің өздігінен сәуле шығаратынын дәлелдеді.

Жаңа радиоактивті 2 элементті – полоний мен радийді ашты.

1903 жыл

Радиоактивті сәуле шығарудың құрамы

күрделі екенін делелдейтін эксперимент

Түбіне радий препараты салынған қалың қабырғалы кесек қорғасын ыдыс;

Өзекшеден шыққан сәулеге, оған перпендикуляр әсер еткен күшті магнит өрісі.

Өздігінен сәуле шығаратын химиялық элемент радиоактивті, ал сәуле шығару процесін радиоактивтік деп атайды.

Тұрақты емес атом ядроларының өздігінен сәуле шығарып басқа элемент ядросына түрлену процесі табиғи радиоактивтік деп аталады

β-сәуле дегеніміз – теріс зарядты электрондар болып шықты

γ-сәулесі – бұл электромагниттік сәуле кванттарының ағыны

Радиоактивті сәулелердің әртүрлі материалдардан өту жағдайлары

Радиоактивті ыдырыу заңдары

А-ядроның атомдық массасы

Z-ядро заряды

Радиоактивті ыдырау сызбасы:

Альфа бөлшек

Бета бөлшек және гамма сәуле

Х-тұрақсыз атом Туынды атом

Х

Ү

Альфа сәулеленудің – қасиеті

α-сәулелер-гелий атомдарының ядросы болып табылатын α-бөлшектер ағыны. Олар оң зарядталған. Радиоктивті сәулеленудің басқа түрлерінен α-сәулелері аз өткізуші қабілеттілігімен, яғни оларды әртүрлі заттармен сіңіру қарқындылығымен ерекшеленеді. Қалыңдығы оннан бір миллиметр болатын қағаз парағы олар үшін бөгет бола алады.

Альфа ыдырау:

X-аналық ядро, Y- туынды ядро. Альфа ыдырау кезінде тұрақты емес ядродан альфа бөлшек бөлініп шығады, ядро басқа элемент ядросына түрленеді. Көптеген жағдайда альфа ыдырау гамма ыдыраумен бірге жүреді. (Альфа бөлшек ядродан бөлініп шығу процесінде туннельдік эффект арқылы потенциалдық барерьден өтеді)

Альфа сәулеленудің – қасиеті

Бета сәулеленудің – қасиеті

β-сәулелер электрондардың ағындары болып табылады, олардың жылдамдығы жарық жылдамдығының мәніне жақын. β-сәулелердің өткізгіштік қабілеті α-сәулеленуден жоғары. β-сәулелерден қорғану ретінде, мысалы, алюминий пластина қолданылуы мүмкін. Бірақ оның қалыңдығы кем дегенде бірнеше миллиметр болуы керек.

Бета сәулеленудің – қасиеті

Бета ыдырау:

Х – аналық ядро, Y- туынды ядро.

Бета ыдырау кезінде ядро бір нейтронын жоғалтады, бірақ бір протонды қосып алады. Нәтижесінде жалпы нуклондар саны (А) өзгеріссіз қалады.

Гамма сәулеленудің – қасиеті

Гамма ыдырау кезінде ядроның протон саны мен нуклон саны өзгермейді. Гамма ыдырау кезінде ядро қозған күйден негізгі күйге өтеді. Нәтижесінде бір немесе бірнеше гамма квантын шығарады. Гамма сәулесі – қасиеті бойынша рентген сәулесі сияқты. Гамма сәулесі – электромагниттік сәуле

болып, жарық жылдамдығына тең жылдамдықпен қозғалады.

Тәжірибе арқылы ешқандай сыртқы жағдайлар ыдыраудың сипаты мен жылдамдығына әсер етпейтіні анықталды. Уақыт өте келе, бөлінбеген ядролардың саны радиоактивті ыдырау заңы бойынша азаяды.Радиоактивті ыдырау заңы уақытқа байланысты ыдырауға ұшырамаған атомдардың санын анықтауға мүмкіндік береді. Ол үшін атомдардың бастапқы санын және жартылай ыдырау кезеңін білу қажет.Радиоактивті атомдардың бастапқы санының жартысы ыдырайтын T уақыты жартылай ыдырау кезеңі деп аталады. Осы уақыт ішінде радиоактивті заттың белсенділігі екі есе азаяды.

Жартылай ыдырау заңы

Ядролар ыдырағанда мына екі заң үнемі сақталады:

Ыдырайтын ядроның зарядтық саны ыдыратуда пайда болған бөлшектердің зарядтық сандарының қосындысына тең.(зарядтық санның сақталу заңы)

Ыдырайтын ядроның массалық саны ыдырауда пайда болған бөлшектердің массалық сандарының қосындысына тең.(массалық санның сақталу заңы)

Жартылай ыдырау заңы

Жартылай ыдырау периоды

Радиоактивті ядролар санының жартысы ыдырайтын уақытты жартылай ыдырау периоды (t1/2) деп айтамыз.

Радиоактивті ыдырау процесінде ыдырамаған ядролардың саны экспоненциалды түрде өзгереді:

N = ыдырамаған ядролар саны

N0= бастапқы ядролар саны

λ = ыдырау тұрақтысы

t = уақыт

е =2,71828… (экспонента)

Жартылай ыдырау периоды

Жартылай ыдырау заңын мына түрде де жазуға болады:

N = N0 · 2–t/T

Т-жартылай ыдырау периоды

Радиоактивті заттың белсенділігі

Жартылай ыдырау периодына тең уақытта ыдырамаған

ядролар саны екі есе кемиді. Радиоактивті заттың

белсенділігіде екі есе кемиді, себебі белсенділік

ыдырамаған ядролар санына (N) тура пропорционал.

Беккерель – ХБЖ де белсенділіктің өлшем бірлігі.

1 Бк = 1 ыдырау/секунд

Сәулеленудің биологиялық әсері

Елеулі айырмашылықтарға қарамастан, радиоактивті сәулеленудің барлық түрлері жалпы қасиеттерді көрсетеді: олар химиялық және биологиялық әсерлер. Радиоактивтік сәулеленудің барлық үш құраушысы орта арқылы өтіп, оның атомдарымен өзара әрекеттеседі.

Бұл өзара әрекеттесудің нәтижесі ортаның атомдарын қоздыру немесе иондау болып табылады, бұл өз кезегінде түрлі химиялық реакциялардың өтуіне негіз болады. Сондықтан радиоактивті сәулелену химиялық әсерге ие.Егер тірі ағзаның жасушалары радиоактивті сәулеленуге ұшыраса, онда радиоактивті сәулеленуге негіз болған реакциялардың өтуі осы ағзаға зақым келтіретін заттардың пайда болуына және ақырында жасушалардың бұзылуына әкелуі мүмкін.Осы себепті тірі организмдерге радиоактивті сәуленің әсері қауіпті.Үлкен сәулелену дозалары жаман ауруларға немесе тіпті өлімге әкелуі мүмкін.

Бұл сабақта сіз мыналарды білдіңіз:

табиғи радиоактивтілік - кейбір атом ядроларының өздігінен ыдырау қабілеті

Радиоактивті ыдырау сәуле шығару түрінде энергия бөлінуімен бірге жүреді;

радиоактивті сәуле үш құрамдас бөліктен тұрады:

гелий атомдарының ядросы болып табылатын альфа-сәулелер-альфа-бөлшектер ағыны;

бета-сәулелері жарық жылдамдығының мәніне жақын электрондардың ағындары болып табылады;

гамма-сәулелер-жоғары жиілікті электромагниттік сәулелену. Гамма-сәулелер гамма-квант бөлшектерінің ағындары.

Қорытынды

Альфа-ыдырау кезінде элемент Менделеев кестесінде оның басына қарай екі торға ығысады (ығысу ережесі үйден оқу).

Бета-ыдырағанда элемент Менделеев кестесінің соңына қарай жақын бір торға ығысады.

Ядроның Гамма-сәулеленуі зарядтың өзгеруін тудырмайды, ал ядроның массасы өте аз шамаға өзгереді;

Уақыт өте келе ыдыраған ядролардың саны радиоактивті ыдырау заңы бойынша азаяды;

Радиоактивті атомдардың бастапқы санының жартысы ыдырайтын уақыт жартылай ыдырау периоды деп аталады.

Қорытынды

Тест тапсырмалары

1-сұрақ

Бастапқы химиялық элементтің ядросынан радиоактивтік өзгеру кезінде пайда болуы мүмкін…

тек химиялық заттардың басқа да изотоптары.

тек химиялық элементтердің изотоптары және элементар бөлшектері.

химиялық элементтердің изотоптары,элементар бөлшектер және электромагниттік өрістің гамма-кванттары.

тек протондар мен электрондар.

2-сұрақ.

Радиоактивтілік-бұл…

химиялық элементтің тұрақсыз изотоптарының басқа изотоптарға өздігінен айналуы.

химиялық элементтің тұрақсыз изотоптарының сыртқы себептерге мәжбүр болатын басқа изотоптарға айналуы.

альфа-бөлшектерді шығаратын химиялық реакция.

электрондарды жұтатын өздік ядролық реакция.

Тест тапсырмалары

3 сұрақ

Жартылай ыдырау кезеңі…

барлық радиоактивті изотоптар үшін бірдей.

әртүрлі радиоактивті изотоптар үшін тек сол бір изотопқа ғана тән.

заттың бастапқы массасына байланысты.

ыдырау шарттарына байланысты.

Тест тапсырмалары

4 сұрақ

Химиялық элементтің жартылай ыдырау кезеңі - 1 сағат. 2 сағатта 100 атомнан қанша атом элементі қалады?

25 атом.

50 атом.

Барлығы ыдырап кетеді.

Жауап беруге болмайды, себебі Радиоактивті ыдырау заңы өте көп бөлшектер үшін ғана қолданылады.

Тест тапсырмалары

Сұрақ 5

Радиоактивті элементтің белсенділігі 8 тәулік ішінде 4 есеге азайды. Жартылай ыдырау кезеңін көрсетіңіз.

16 тәулік

8 тәулік

2 тәулік

4 тәулік

Тест тапсырмалары

Жауаптары:

Үй жұмысы:

Слайд бойынша конспект жасау.

Интернеттен тақырыпқа байланысты қосымша материалдар қарау.

Есептер:

1.Актиний     89Ac225,     изотопы үш рет    α-ыдырауға  ұшырағаннан

4.Радиоактивті элементтің активтілігі 3 тәулікте 8 есе кемиді.Жартылай ыдырау периоды неге тең?

5.Радиоктивті 4 г кобальттың 216 тәулікте қанша грамы ыдырайды?Кобальттың жартылай ыдырау периоды 72 тәулік