Radioattività. Tipi di radiazioni radioattive. Presentazione sulla sicurezza della vita sul tema "radioattività naturale": scoperti il ​​polonio e il radio

• Checher Piante d'appartamento L'antico filosofo greco Democrito suggerì che i corpi fossero costituiti da minuscole particelle - atomi
• Entro la fine del XIX secolo. Sono apparsi fatti sperimentali che dimostrano che l'atomo ha una struttura complessa.

Fatti sperimentali che dimostrano la struttura complessa dell'atomo

• Elettrificazione dei corpi
• Corrente nei metalli
• Fenomeno dell'elettrolisi
• Esperimenti di Ioffe-Millikan

Scoperta della radioattività

nel 1896 da A. Becquerel.

• Urano emette spontaneamente raggi invisibili

Proprietà dei raggi

• Ionizza l'aria
• L'elettroscopio viene aperto
• Non dipende da quali composti è incluso l'uranio

83 – radioattivo " larghezza="640"

Ricerca continuata da Marie e Pierre Curie

• torio 1898,
• polonio,
• radio (radiante)

z 83 – radioattivo

• - emissione di varie particelle da parte dei nuclei di alcuni elementi: α -particelle; elettroni; γ -quanti (α , β , γ -radiazione).
• - la capacità degli atomi di alcuni elementi radioattivi di emettere spontaneamente

Composizione della radiazione radioattiva

1899 E. Rutherford

In un campo magnetico, un fascio di radiazioni radioattive veniva diviso in tre componenti:

• Carica positivamente - α -particelle
• Carica negativa - β - particelle
• Componente neutra della radiazione – γ -radiazione

Tutte le radiazioni hanno poteri di penetrazione diversi

Ritardato

• Foglio di carta 0,1 mm – α -particelle
• Alluminio 5mm – α -particelle, β - particelle
• Piombo 1 cm – α -particelle, β - particelle, γ -radiazione

Natura α -particelle

• Nuclei atomici di elio
• m = 4 amu
• q = 2 e
• V = 10.000-20.000 km/s

Natura β -particelle

• Elettroni
• V = 0,99 s
• c – velocità della luce

Natura γ - radiazioni

• Onde elettromagnetiche (fotoni)
• λ = 10 - 10 m
• Ionizza l'aria
• Agire su lastra fotografica
• Non deviato dal campo magnetico

INTERESSANTE!

I funghi sono accumulatori di elementi radioattivi, in particolare di cesio. Tutti i tipi di funghi studiati possono essere divisi in quattro gruppi: - debolmente accumulato - fungo del miele autunnale; - medio accumulo: funghi porcini, finferli, porcini; - altamente accumulante: fungo del latte nero, russula, fungo verde; - batterie al radionuclide - oliatore, fungo polacco.

PURTROPPO!

• Le vite di entrambe le generazioni di scienziati, i fisici Curie, furono letteralmente sacrificate alla sua scienza. Marie Curie, sua figlia Irene e il genero Frédéric Joliot-Curie morirono di malattie da radiazioni derivanti da anni di lavoro con sostanze radioattive.
• Ecco cosa scrive M.P. Shaskolskaya: “In quegli anni lontani, all'alba dell'era atomica, gli scopritori del radio non conoscevano gli effetti delle radiazioni. La polvere radioattiva vorticava nel loro laboratorio. Gli stessi sperimentatori prendevano con calma i farmaci con le mani e li tenevano in tasca, ignari del pericolo mortale. Un pezzo di carta del taccuino di Pierre Curie viene portato al contatore Geiger (55 anni dopo che gli appunti erano stati presi sul taccuino!), e un ronzio costante è sostituito dal rumore, quasi un ruggito. La foglia irradia, la foglia sembra respirare radioattività...”

Decadimento radioattivo

• - trasformazione radioattiva dei nuclei che avviene spontaneamente.

Radioattività -

Inaugurazione - 1896

• fenomeno di trasformazione spontanea

nuclei instabili in nuclei stabili,

accompagnato da emissione

particelle e radiazioni energetiche.

Ricerca sulla radioattività

Tutti gli elementi chimici

a partire dal numero 83 ,

hanno radioattività

1898 -

Scoperta del polonio e del radio

Natura radiazione radioattiva

velocità fino a 1.000.000 km/s

Tipi di radiazioni radioattive

• Radioattività naturale;

• Radioattività artificiale.

Proprietà della radiazione radioattiva

• Ionizza l'aria;
• Agire su lastra fotografica;
• Fa brillare alcune sostanze;
• Penetrare attraverso sottili piastre metalliche;
• L'intensità della radiazione è proporzionale

concentrazione della sostanza;

• L'intensità della radiazione non dipende da fattori esterni (pressione, temperatura, illuminazione, scariche elettriche).

Protezione contro i radioattivi

radiazione

Neutroni – acqua, cemento, terra (sostanze a basso numero atomico)

Raggi X, radiazioni gamma –

ghisa, acciaio, piombo, mattone di barite, vetro al piombo (elementi ad alto numero atomico ed alta densità)

Trasformazioni radioattive

Regola di compensazione

Isotopi

1911, F. Soddy

Ci sono kernel

lo stesso elemento chimico

con lo stesso numero di protoni,

ma con un numero diverso di neutroni - isotopi.

Gli isotopi hanno lo stesso

proprietà chimiche

(determinato dalla carica del nucleo),

ma proprietà fisiche diverse

(a causa della massa).

Legge del decadimento radioattivo

Metà vita T –

intervallo di tempo,

durante quale attività

elemento radioattivo

diminuisce della metà.

Radioattività intorno a noi (secondo Zelenkov A.G.)

Metodi per la registrazione delle radiazioni ionizzanti

Dose di radiazioni assorbite –

Rapporto energia ionizzante

Radiazione assorbita dalla materia

alla massa di questa sostanza.

1 Gy = 1 J/kg

Fondo naturale pro capite 0,002 Gy/anno;

PDN 0,05 Gy/anno o 0,001 Gy/settimana;

Dose letale 3-10 Gy in breve tempo

Contatore di scintillazioni

Nel 1903 W. Crooks

notato che le particelle

emessi da sostanze radioattive

la sostanza sta salendo

ricoperto di zolfo

schermo di zinco, cause

il suo splendore.

SCHERMO

Il dispositivo è stato utilizzato da E. Rutherford.

Ora si osservano e si contano le scintillazioni

utilizzando dispositivi speciali.

contatore Geiger

Volare in un tubo pieno di argon

attraverso il gas la particella lo ionizza,

completando il circuito tra catodo e anodo

e creando un impulso di tensione attraverso il resistore.

Camera di Wilson

1912

La camera è riempita con una miscela di argon e azoto saturo

vapori di acqua o alcool. Espandendo il gas con un pistone,

sottoraffredda i vapori. Particella volante

ionizza gli atomi di gas su cui si condensa il vapore,

creazione di una traccia di gocciolamento (traccia).

Camera a bolle

1952

D. Glaser ha progettato una camera in cui puoi

Esplora particelle di energia superiore a quelle nella camera

Wilson. La camera è piena di liquido che bolle rapidamente

propano liquefatto, idrogeno). Nel liquido surriscaldato

la particella in esame lascia una traccia di bolle di vapore.

Camera di scintilla

Inventato nel 1957. Riempito con gas inerte.

Le piastre piano-parallele si trovano vicine

l'uno all'altro. Alle piastre viene applicata l'alta tensione.

Quando volano, le particelle saltano lungo la sua traiettoria

scintille, creando una traccia infuocata.

Emulsioni a film spesso

Volare attraverso

fotoemulsione caricata

su cui agisce la particella

grani di bromuro

argento e forme

immagine nascosta.

Quando manifestato

si formano lastre fotografiche

traccia - traccia.

Vantaggi: tracce

non scomparire nel tempo

e può essere attentamente

studiato.

Il metodo è stato sviluppato

Nel 1958

Zhdanov A.P. E

Mysovsky L.V.

Ottenere isotopi radioattivi

Ottieni isotopi radioattivi

V reattori nucleari e sugli acceleratori

particelle elementari.

Con l'aiuto delle reazioni nucleari è possibile

ottenere isotopi radioattivi

tutti elementi chimici,

esistente solo in natura

in condizioni stabili.

Articoli numerati 43, 61, 85 e 87

Non hanno affatto isotopi stabili

E per la prima volta sono stati ottenuti artificialmente.

Usando le reazioni nucleari, abbiamo ottenuto

elementi transuranici,

a cominciare dal nettunio e dal plutonio

( Z = 93 - Z = 108)

Applicazione degli isotopi radioattivi

Atomi etichettati: proprietà chimiche

Gli isotopi radioattivi non differiscono

sulle proprietà degli isotopi non radioattivi di quelli

stessi elementi. Rileva radioattivo

Gli isotopi possono essere identificati dalla loro radiazione.

Fare domanda a: in medicina, biologia,

criminologia, archeologia,

industria, agricoltura.

Classe: 11

Presentazione della lezione

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Attenzione! Le anteprime delle diapositive sono solo a scopo informativo e potrebbero non rappresentare tutte le funzionalità della presentazione. Se sei interessato a quest'opera, scarica la versione completa.

Tipo di lezione: lezione sull'apprendimento di nuovo materiale

Obiettivi della lezione: introdurre e consolidare i concetti di radioattività, radiazioni alfa, beta, gamma ed emivita; studiare la regola dello spostamento e la legge del decadimento radioattivo.

Obiettivi della lezione:

a) obiettivi educativi: spiegare e rafforzare nuovo materiale, introdurre la storia della scoperta del fenomeno della radioattività;

b) compiti di sviluppo: intensificare l'attività mentale degli studenti in classe, padroneggiare con successo nuovo materiale, sviluppare la parola e la capacità di trarre conclusioni;

c) compiti educativi - interessare e affascinare l'argomento della lezione, creare una situazione personale di successo, condurre una ricerca collettiva per raccogliere materiale sulle radiazioni, creare condizioni per lo sviluppo della capacità degli scolari di strutturare le informazioni.

Avanzamento della lezione

Insegnante:

Ragazzi, vi suggerisco di completare la seguente attività. Trova nell'elenco le parole che denotano fenomeni: ione, atomo, protone, elettrificazione, neutrone, conduttore, tensione, elettricità, dielettrico, elettroscopio, messa a terra, campo, ottica, lente, resistenza, tensione, voltmetro, amperometro, carica, potenza, illuminazione, radioattività, magnete, generatore, telegrafo, bussola, magnetizzazione. Diapositiva n. 1.

Definire questi fenomeni. Di quale fenomeno non possiamo ancora dare una definizione? Esatto, per la radioattività. Diapositiva numero 2.
- Ragazzi, l'argomento della nostra lezione è la radioattività.

Nella lezione precedente, alcuni studenti hanno ricevuto il compito di preparare relazioni sulle biografie degli scienziati: Henri Becquerel, Pierre Curie, Marie Sklodowska-Curie, Ernest Rutherford. Ragazzi, pensate che sia una coincidenza che oggi si parli di questi scienziati? Forse alcuni di voi sanno già qualcosa sul destino e sui risultati scientifici di queste persone?

I bambini offrono le proprie risposte.

Bravo, sei molto esperto! Ascoltiamo ora il materiale dei relatori.
I bambini parlano di scienziati ( Appendice n. 1 su A. Becquerel, Appendice n. 2 su M. Sklodowska-Curie, Appendice n. 3 su P. Curie) e mostra le diapositive n. 3 (su A. Becquerel), n. 4 (su M. Sklodowska-Curie), n. 5 (su P. Curie).

Insegnante:
- Cento anni fa, nel febbraio 1896, il fisico francese Henri Becquerel scoprì l'emissione spontanea di sali di uranio 238 U, ma non capì la natura di questa radiazione.

Nel 1898, i coniugi Pierre e Marie Curie scoprirono nuovi elementi precedentemente sconosciuti: il polonio 209 Po e il radio 226 Ra, la cui radiazione, simile a quella dell'uranio, era molto più forte. Il radio è un elemento raro; per ottenere 1 grammo di radio puro, è necessario trattare almeno 5 tonnellate di minerale di uranio; la sua radioattività è diversi milioni di volte superiore a quella dell'uranio. Diapositiva numero 6.

L'emissione spontanea di alcuni elementi chimici venne chiamata radioattività, dal latino radio “emettere”, su suggerimento di P. Curie. I nuclei instabili si trasformano in nuclei stabili. Diapositiva numero 7.

Gli elementi chimici numerati 83 sono radioattivi, cioè emettono spontaneamente, e il grado di radiazione non dipende dal composto di cui fanno parte. Diapositiva numero 8.

Il grande fisico dell'inizio del XX secolo, Ernest Rutherford, studiò la natura delle radiazioni radioattive. Ragazzi, ascoltiamo il messaggio sulla biografia di E. Rutherford. Appendice n. 4, Diapositiva numero 9.

Cos’è la radiazione radioattiva? Ti suggerisco di lavorare in modo indipendente con il testo: pagina 222 del libro di testo F-11 di L.E Gendenstein e Yu.I.

Ragazzi, rispondete alle domande:
1. Cosa sono i raggi α? (I raggi α sono un flusso di particelle che sono nuclei di elio.)
2. Cosa sono i raggi β? (I raggi β sono un flusso di elettroni la cui velocità è vicina alla velocità della luce nel vuoto.)
3. Cos'è la radiazione gamma? (I raggi γ sono radiazioni elettromagnetiche la cui frequenza supera le frequenze dei raggi X.)

Così (diapositiva n. 10), nel 1899 Ernest Rutherford scoprì la disomogeneità delle radiazioni. Studiando la radiazione del radio in un campo magnetico, scoprì che il flusso di radiazione radioattiva ha una struttura complessa: consiste di tre flussi indipendenti, chiamati raggi α, β e γ. Dopo ulteriori ricerche, si è scoperto che i raggi α sono flussi di nuclei di atomi di elio, i raggi β sono flussi di elettroni veloci e i raggi γ sono onde elettromagnetiche con una lunghezza d'onda corta.

Ma questi flussi differivano anche per la loro capacità di penetrazione. Diapositive n. 11,12.

La trasformazione dei nuclei atomici è spesso accompagnata dall'emissione di raggi α e β. Se uno dei prodotti della trasformazione radioattiva è il nucleo di un atomo di elio, tale reazione viene chiamata decadimento α, se è un elettrone, quindi decadimento β;

Questi due decadimenti obbediscono alle regole di spostamento, formulate per la prima volta dallo scienziato inglese F. Soddy. Vediamo come appaiono queste reazioni.

Diapositive n. 13 e n. 14 rispettivamente:

1. Durante il decadimento α, il nucleo perde la sua carica positiva 2e e la sua massa diminuisce di 4 amu. Come risultato del decadimento α, l'elemento sposta due celle all'inizio della tavola periodica di Mendeleev:

2. Durante il decadimento β, un elettrone viene emesso dal nucleo, il che aumenta la carica del nucleo di 1e, ma la massa rimane pressoché invariata. Come risultato del decadimento β, l'elemento si sposta di una cella verso la fine della tavola periodica.

Oltre ai decadimenti alfa e beta, la radioattività è accompagnata da radiazioni gamma. In questo caso, un fotone viene emesso dal nucleo. Diapositiva numero 15.

3. Radiazioni γ – non accompagnate da un cambio di responsabile; la massa del nucleo cambia in modo trascurabile.

Proviamo a risolvere i problemi sulla scrittura delle reazioni nucleari: No. 20.10; N. 20.12; N. 20.13 dalla raccolta dei compiti e lavoro indipendente L.A. Kirika, Yu.I. Cazzo.
- I nuclei che nascono dal decadimento radioattivo possono, a loro volta, essere radioattivi. Si verifica una catena di trasformazioni radioattive. I nuclei associati a questa catena formano una serie radioattiva o famiglia radioattiva. In natura esistono tre famiglie radioattive: l'uranio, il torio e l'anemone di mare. La famiglia dell'uranio termina con il piombo. Misurando la quantità di piombo nel minerale di uranio, è possibile determinare l'età di quel minerale.

Rutherford stabilì sperimentalmente che l'attività delle sostanze radioattive diminuisce nel tempo. Per ogni sostanza radioattiva esiste un intervallo di tempo durante il quale l'attività diminuisce di 2 volte. Questa volta è chiamata emivita di T.

Che aspetto ha la legge del decadimento radioattivo? Diapositiva numero 16.

La legge del decadimento radioattivo è stata stabilita da F. Soddy. La formula viene utilizzata per trovare il numero di atomi non decomposti in un dato momento. Supponiamo che nell'istante iniziale il numero di atomi radioattivi sia N 0. Dopo l'emivita ci sarà N 0/2. Dopo t = nT ci sarà N 0 /2 p.

L'emivita è la quantità principale che determina la velocità di decadimento radioattivo. Più breve è il tempo di dimezzamento, meno tempo vivono gli atomi, più velocemente avviene il decadimento. Per diverse sostanze, l'emivita ha significati diversi. Diapositiva numero 17.

Sia i nuclei che decadono rapidamente che quelli che decadono lentamente sono ugualmente pericolosi. I nuclei che decadono rapidamente emettono radiazioni intense per un breve periodo di tempo, mentre i nuclei che decadono lentamente sono radioattivi per un lungo periodo di tempo. L’umanità incontra diversi livelli di radiazioni sia in condizioni naturali che in circostanze create artificialmente. Diapositiva numero 18.

La radioattività ha implicazioni sia negative che positive per tutta la vita sul pianeta Terra. Ragazzi, guardiamo un cortometraggio sull'importanza delle radiazioni per la vita. Diapositiva numero 19.

E per concludere la nostra lezione, risolviamo il problema di trovare il tempo di dimezzamento. Diapositiva numero 20.

Compiti a casa:

• §31 secondo il libro di testo di Gendenstein L.E. e Dick Yu.I., f-11;
• s/r n. 21 (n.u.), s/r n. 22 (n.u.) secondo la raccolta di problemi di Kirik L.A. e Dika Yu.I., f-11.

Supporto metodologico

1. L.A.Kirik, Yu.I. Dick, Materiali metodologici, Fisica - 11, casa editrice "ILEKS";
2. E. Gendenshtein, Yu.I. Dick, Fisica – 11, casa editrice “ILEKS”;
3. L.A.Kirik, Yu.I. Dick, Raccolta di incarichi e opere indipendenti per la classe 11, casa editrice "ILEKS";
4. CD con applicazione elettronica “ILEKS”, casa editrice “ILEKS”.

La radioattività è il fenomeno della trasformazione spontanea degli instabili
nuclei
V
sostenibile,
accompagnato
emissione di particelle ed emissione di energia.
Kuchiev Felix RT-11
1

Antoine Henri Becquerel

Immagine
lastre fotografiche
Becquerel
Nel 1896 Becquerel lo scoprì casualmente
radioattività
In
tempo
funziona
Di
studio della fosforescenza nei sali di uranio.
Mentre esaminava il lavoro di Roentgen, si voltò
materiale fluorescente - solfato caduto
potassio
in un materiale opaco insieme a
lastre fotografiche per prepararsi
esperimento che richiede luce solare intensa
Sveta.
Tuttavia
Di più
A
implementazione
sperimentare
Becquerel
scoperto
Che cosa
le lastre fotografiche erano completamente esposte. Questo
la scoperta spinse Becquerel a indagare
emissione spontanea di radiazioni nucleari.
IN
1903
anno
Lui
ricevuto
insieme
con Pierre e Marie Curie Premio Nobel
in Fisica "In riconoscimento del suo eccezionale
merito,
espresso
V
apertura
radioattività spontanea"
2

Pierre Curie
Maria Curie
*Nel 1898, Marie e Pierre Curie scoprirono
radio
3

Tipi di radiazioni radioattive

*Radioattività naturale;
*Radioattività artificiale.
Proprietà della radiazione radioattiva
*Ionizza l'aria;
*Disponibile lastra fotografica;
*Fa brillare alcune sostanze;
*Penetrare attraverso sottili piastre metalliche;
*L'intensità della radiazione è proporzionale
concentrazione della sostanza;
*L'intensità della radiazione non dipende dall'esterno
fattori (pressione, temperatura, illuminazione,
scariche elettriche).
4

Potere di penetrazione delle radiazioni radioattive

5

* emessi: due protoni e due neutroni
*penetrazione: bassa
* irradiazione dalla sorgente: fino a 10 cm
*velocità di radiazione: 20.000 km/s
*ionizzazione: 30.000 coppie di ioni per 1 cm di corsa
*effetto biologico delle radiazioni: alto
La radiazione alfa è la radiazione pesante,
particelle alfa caricate positivamente, che
sono i nuclei degli atomi di elio (due neutroni e due
protone). Le particelle alfa vengono emesse quando decadono più di
nuclei complessi, ad esempio, durante il decadimento degli atomi di uranio,
radio, torio.
6

Radiazione beta

* emessi: elettroni o positroni
*penetrazione: media
* irraggiamento dalla sorgente: fino a 20 m

*ionizzazione: da 40 a 150 coppie ioniche per 1 cm
chilometraggio
*effetto biologico delle radiazioni: medio
La radiazione beta (β) si verifica quando uno
elemento in un altro, mentre i processi si verificano in
il nucleo stesso di un atomo di una sostanza con un cambiamento nelle proprietà
protoni e neutroni.
7

Radiazione gamma

*emessa: energia sotto forma di fotoni
*capacità penetrante: alta
* irraggiamento dalla sorgente: fino a centinaia di metri
*velocità di radiazione: 300.000 km/s
*ionizzazione: da 3 a 5 coppie ioniche per 1 cm
chilometraggio
* effetto biologico delle radiazioni: basso
La radiazione gamma (γ) è elettromagnetica energetica
radiazione sotto forma di fotoni.
8

Trasformazioni radioattive

9

Particelle elementari

Joseph John Thomson
Ernest Rutherford
James Chadwick
Scoperto l'elettrone
Scoperto il protone
Scoperto il neutrone
10

Dal 1932 Sono state scoperte più di 400 particelle elementari

Una particella elementare è un microoggetto che
non può essere diviso in parti, ma può avere
struttura interna.
11

Grandezze che caratterizzano le particelle elementari

*Peso.
*Carica elettrica.
*Tutta la vita.
12

Nel 1931 inglese
fisico P. Dirac
teoricamente
previsto
esistenza
positrone - antiparticella
elettrone.
13

Nel 1932 il positrone era
scoperto sperimentalmente
Fisico americano
Karl Anderson.
Nel 1955 - antiprotone e nel 1956
antineutrone.
14

COPPIA ELETTRONE-POSITRONE
si verifica quando un quanto γ interagisce con
sostanza.
γ→
e
+
+