Općinski obrazovne ustanove„Prosek Pobedinskog sveobuhvatne škole» Shegarsky District Tomsk Region

DRŽAVNA (ZAVRŠNA) SVEDOČARA DIPLOMENATA IX RAZREDA

SAŽETAK O FIZICI

FENOMEN RADIOAKTIVNOSTI. NJEN ZNAČAJ U NAUCI, TEHNOLOGIJI, MEDICINI

Završeno: Dadaev Aslan, učenik 9. razreda

Supervizor: Gagarina Lyubov Alekseevna, nastavnik fizike

Pobeda 2010

1. Uvod……………………………………………………………………………………...strana 1

2. Fenomen radioaktivnosti…………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………….

2.1 Otkriće radioaktivnosti……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ….

2.2. Izvori zračenja………………………………………………………………….. strana 6

3. Proizvodnja i upotreba radioaktivnih izotopa……………..str.8

3.1 Upotreba izotopa u medicini…………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………….

3.2. radioaktivnih izotopa in poljoprivreda……………… strana 10

3.3. Radijacijska hronometrija……………………………………………… str.11

3.4. Upotreba radioaktivnih izotopa u industriji ... str

3.5. Upotreba izotopa u nauci……………………………………….. strana 12

4. Zaključak………………………………………………………………………...str. 13

5. Literatura ……………………………………………………………………..str. 14

UVOD

Ideja o atomima kao nepromjenjivim najmanjim česticama materije uništena je otkrićem elektrona, kao i fenomenom prirodnog radioaktivnog raspada, koji je otkrio francuski fizičar A. Becquerel. Značajan doprinos proučavanju ovog fenomena dali su izuzetni francuski fizičari Marija Sklodovska-Kuri i Pjer Kiri.

Prirodna radioaktivnost postoji milijardama godina, prisutna je bukvalno svuda. Jonizujuće zračenje je postojalo na Zemlji mnogo prije nastanka života na njoj i bilo je prisutno u svemiru prije pojave same Zemlje. Radioaktivni materijali su dio Zemlje od njenog rođenja. Svaka osoba je blago radioaktivna: u tkivima ljudsko tijelo jedan od glavnih izvora prirodnog zračenja su kalijum - 40 i rubidijum - 87 i ne postoji način da ih se rešimo.

Kroz implementaciju nuklearne reakcije prilikom bombardovanja jezgra atoma aluminijuma a - česticama, poznati francuski fizičari Frederic i Irene Curie - Joliot su 1934. godine uspeli da veštački stvore radioaktivna jezgra. Veštačka radioaktivnost se suštinski ne razlikuje od prirodne i poštuje iste zakone.

Trenutno se umjetni radioaktivni izotopi proizvode na različite načine. Najčešće je zračenje mete (buduće radioaktivne droge) u nuklearnom reaktoru. Moguće je ozračiti metu nabijenim česticama u posebnim instalacijama, gdje se čestice ubrzavaju do visokih energija.

Cilj: saznati u kojim oblastima života se koristi fenomen radioaktivnosti.

Zadaci:

Proučite istoriju otkrića radioaktivnosti.

Saznajte šta se dešava sa supstancom kada je izložena zračenju.

· Saznajte kako doći do radioaktivnih izotopa i gdje će se koristiti.

Razvijati vještinu rada sa dodatnom literaturom.

· Izvršiti kompjutersku prezentaciju gradiva.

GLAVNI DIO

2. Fenomen radioaktivnosti

2.1 Otkriće radioaktivnosti

Priča radioaktivnost započeo je činjenicom da se 1896. godine francuski fizičar Henri Becquerel bavio luminiscencijom i proučavanjem X-zraka.

Otkriće radioaktivnosti, najjasniji dokaz složene strukture atoma .

Komentarišući otkriće Rentgena, naučnici su iznijeli hipotezu da X-zrake koje se emituju tokom fosforescencije, bez obzira na prisustvo katodnih zraka. A. Becquerel je odlučio da testira ovu hipotezu. Umotavši fotografsku ploču u crni papir, stavio je na nju metalna ploča bizarnog oblika, prekrivenog slojem uranijumove soli. Nakon četverosatnog izlaganja sunčevoj svjetlosti, Becquerel je razvio fotografsku ploču i na njoj vidio tačnu siluetu metalne figure. Ponavljao je eksperimente sa velikim varijacijama, uzimajući otiske novčića, ključa. Svi eksperimenti su potvrdili provjerenu hipotezu, koju je Becquerel izvijestio 24. februara na sastanku Akademije nauka. Međutim, Becquerel ne zaustavlja eksperimente, pripremajući sve više i više novih opcija.

Henri Becquerel Welhelm Conrad Roentgen

Dana 26. februara 1896. vrijeme se nad Parizom pogoršalo i pripremljene fotografske ploče sa komadićima uranijumske soli morale su se staviti u tamnu ladicu stola dok sunce ne izađe. Pojavio se iznad Pariza 1. marta, a eksperimenti su mogli biti nastavljeni. Uzimajući ploče, Becquerel je odlučio da ih razvije. Nakon što je razvio ploče, naučnik je na njima vidio siluete uzoraka uranijuma. Ne shvatajući ništa, Becquerel je odlučio da ponovi nasumični eksperiment.

Stavio je dvije ploče u neprozirnu kutiju, sipao ih uranijumskom solju, na jednu je prvo stavio staklo, a na drugu aluminijsku ploču. Pet sati je sve to bilo u mračnoj prostoriji, nakon čega je Becquerel razvio fotografske ploče. I šta - siluete uzoraka opet su jasno vidljive. To znači da se neki zraci formiraju u solima uranijuma. Izgledaju kao rendgenski zraci, ali odakle dolaze? Jedno je jasno da nema veze između rendgenskih zraka i fosforescencije.

On je to izvijestio na sjednici Akademije nauka 2. marta 1896. godine, potpuno zbunivši sve njene članove.

Becquerel je također ustanovio da se intenzitet zračenja istog uzorka ne mijenja s vremenom, te da je novo zračenje sposobno isprazniti naelektrizirana tijela.

Većina članova Pariske akademije, nakon sljedećeg Becquerelovog izvještaja na sastanku 26. marta, smatrala je da je bio u pravu.

Fenomen koji je otkrio Becquerel zove se radioaktivnost, na prijedlog Marije Sklodowske-Curie.

Maria Sklodowska - Curie

Radioaktivnost - sposobnost atoma nekih hemijskih elemenata na spontano zračenje.

Godine 1897, dok je radila svoju doktorsku disertaciju, Marija je, izabrala temu za istraživanje - otkriće Becquerel (Pierre Curie je savjetovao svoju suprugu da odabere ovu temu), odlučila pronaći odgovor na pitanje: šta je pravi izvor uranijuma radijacija? U tu svrhu odlučuje ispitati veliki broj uzoraka minerala i soli i otkriti da li samo uranijum ima svojstvo da zrači. Radeći sa uzorcima torija, otkriva da, kao i uranijum, daje iste zrake i približno istog intenziteta. To znači da se ovaj fenomen ispostavlja kao svojstvo ne samo uranijuma, te mu treba dati poseban naziv. Uranijum i torijum su nazvani radioaktivnim elementima. Radovi su nastavljeni sa novim mineralima.

Pjer, kao fizičar, osjeća važnost rada i, ostavljajući na neko vrijeme proučavanje kristala, počinje raditi sa svojom ženom. Kao rezultat ovog zajedničkog rada otkriveni su novi radioaktivni elementi: polonijum, radijum itd.

U novembru 1903. Kraljevsko društvo dodijelilo je Pjeru i Mariju Kiri jedno od najviših engleskih naučnih nagrada, Davy medalju.

Dana 13. novembra, Curies, zajedno sa Becquerelom, primaju telegram iz Stockholma o dodjeli nagrade nobelova nagrada u fizici za izuzetna otkrića u oblasti radioaktivnosti.

Slučaj koji su započeli Curijevi preuzeli su njihovi studenti, među kojima su bili kćerka Irene i zet Frederic Joliot, koji je 1935. godine dobio Nobelovu nagradu za otkriće umjetna radioaktivnost .

Irene i Frederic Curie - Joliot

engleski fizičari E. Rutherford i F. Soddy dokazano je da se u svim radioaktivnim procesima odvijaju međusobne transformacije atomskih jezgara hemijskih elemenata. Proučavanje svojstava zračenja koje prati ove procese u magnetskom i električna polja, pokazao je da se dijeli na a-čestice, b-čestice i g-zrake ( elektromagnetno zračenje veoma kratke talasne dužine).

E.Rutherford F. Soddy

Nešto kasnije, kao rezultat proučavanja različitih fizičkih karakteristika i svojstava ovih čestica ( električni naboj, mase, itd.) bilo je moguće utvrditi da je b-čestica elektron, a a-čestica potpuno jonizirani atom hemijski element helijum (tj. atom helijuma koji je izgubio oba elektrona).

Osim toga, pokazalo se da radioaktivnost- to je sposobnost nekih atomskih jezgara da se spontano transformišu u druga jezgra emisijom čestica.

Tako je, na primjer, pronađeno nekoliko varijanti atoma uranijuma: s masama jezgara približno jednakih 234 a.m.u., 235. jun., 238. a.m. i 239 amu Štaviše, svi ovi atomi su imali ista hemijska svojstva. Ušli su na isti način hemijske reakcije, formirajući ista jedinjenja.

U nekim nuklearnim reakcijama nastaje jako prodorno zračenje. Ovi zraci prodiru kroz sloj olova debeo nekoliko metara. Ovo zračenje je tok neutralno nabijenih čestica. Ove čestice su imenovane neutroni.

U nekim nuklearnim reakcijama nastaje jako prodorno zračenje. Ovi zraci su različite vrste i imaju različitu prodornu moć. Na primjer, neutronski tok prodire kroz sloj olova debljine nekoliko metara.

2.2. Izvori zračenja

Radijacija je vrlo brojna i raznolika, ali oko sedam njegovih glavnih izvora.

Prvi izvor je naša Zemlja. Ovo zračenje se objašnjava prisustvom radioaktivnih elemenata u Zemlji, čija koncentracija uveliko varira na različitim mjestima.

drugo porijeklo radijacija - svemir, odakle tok visokoenergetskih čestica neprestano pada na Zemlju. Izvori kosmičkog zračenja su zvjezdane eksplozije u Galaksiji i sunčeve baklje.

Treći izvor zračenje su radioaktivni prirodni materijali koje čovjek koristi za izgradnju stambenih i industrijskih prostora. U prosjeku, brzina doze unutar zgrada je za 18% - 50% veća od vanjske. Čovjek provede tri četvrtine svog života u zatvorenom prostoru. Osoba koja je stalno u prostoriji izgrađenoj od granita može dobiti - 400 mrem/god, od crvene cigle - 189 mrem/god, od betona - 100 mrem/god, od drveta - 30 mrem/god.

Četvrto izvor radioaktivnosti malo je poznat stanovništvu, ali ništa manje opasan. Radi se o radioaktivnim materijalima koje osoba koristi u svakodnevnim aktivnostima.

Sastav mastila za štampanje bankovnih čekova uključuje radioaktivni ugljen, koji omogućava laku identifikaciju falsifikovanih dokumenata.

Uran se koristi za proizvodnju boje ili emajla na keramici ili nakitu.

Uran i torijum se koriste u proizvodnji stakla.

Porculanski umjetni zubi su ojačani uranijumom i cerijumom. Istovremeno, zračenje sluzokože uz zube može dostići 66 rem/godišnje, dok godišnja norma za cijeli organizam ne bi trebala prelaziti 0,5 rem (tj. 33 puta više).

TV ekran emituje 2-3 mrem godišnje po osobi.

Peto izvor - preduzeća za transport i preradu radioaktivnih materijala.

šesto nuklearne elektrane su izvor zračenja. U nuklearnoj elektrani

Osim čvrstog otpada, postoji i tekući (zagađena voda iz rashladnih krugova reaktora) i plinoviti otpad sadržan u ugljičnom dioksidu koji se koristi za hlađenje.

Sedmo izvor radioaktivnog zračenja su medicinske instalacije. Uprkos njihovoj uobičajenoj upotrebi u svakodnevnoj praksi, rizik od izloženosti njima je mnogo veći nego iz svih gore navedenih izvora i ponekad doseže desetine rem. Jedna od najčešćih dijagnostičkih metoda je rendgenski aparat. Dakle, sa radiografijom zuba - 3 rem, sa fluoroskopijom želuca - isto toliko, sa fluorografijom - 370 mrem.

Šta se dešava sa materijom kada je izložen zračenju?

Prvo, zadivljujuća postojanost kojom radioaktivni elementi emituju zračenje. Tokom dana, mjeseci, godina, intenzitet zračenja se ne mijenja primjetno. Na njega ne utiče zagrevanje ili povećanje pritiska, hemijske reakcije u koje je radioaktivni element ušao takođe nisu uticale na intenzitet zračenja.

Drugo, radioaktivnost je praćena oslobađanjem energije, koja se oslobađa kontinuirano tokom niza godina. Odakle dolazi ova energija? Sa radioaktivnošću, supstanca prolazi kroz neke duboke promene. Predloženo je da sami atomi prolaze kroz transformacije.

Imati isto hemijska svojstva znači da svi ovi atomi imaju isti broj elektrona elektronska školjka, što znači da iste optužbe jezgra.

Ako su naboji jezgara atoma isti, onda ti atomi pripadaju istom kemijskom elementu (uprkos razlikama u njihovim masama) i imaju isti serijski broj u tabeli D.I. Mendeljejev. Zovu se varijeteti istog hemijskog elementa koji se razlikuju po masi atomskih jezgara izotopi .

3. Dobivanje i korištenje radioaktivnih izotopa

Radioaktivni izotopi koji se nalaze u prirodi nazivaju se prirodno. Ali mnogi hemijski elementi se javljaju u prirodi samo u stabilnom (tj. radioaktivnom) stanju.

Godine 1934. francuski naučnici Irene i Frédéric Joliot-Curie otkrili su da se radioaktivni izotopi mogu stvoriti umjetno kao rezultat nuklearnih reakcija. Ovi izotopi se nazivaju vještački .

Za dobivanje umjetnih radioaktivnih izotopa obično se koriste nuklearnih reaktora i akceleratori elementarne čestice. Postoji grana industrije specijalizovana za proizvodnju takvih elemenata.

Nakon toga su dobijeni umjetni izotopi svih kemijskih elemenata. Trenutno je poznato oko 2000 radioaktivnih izotopa, od kojih je 300 prirodnih.

Trenutno se radioaktivni izotopi široko koriste u različitim oblastima naučne i praktične delatnosti: tehnologiji, medicini, poljoprivredi, komunikacijama, vojnom polju i nekim drugim. U ovom slučaju, tzv metoda označenog atoma.

3.1 Upotreba izotopa u medicini

Primjena izotopa, jedna od najistaknutijih studija provedenih uz pomoć "označenih atoma" bila je proučavanje metabolizma u organizmima.

Uz pomoć izotopa otkriveni su mehanizmi razvoja (patogeneze) niza bolesti; također se koriste za proučavanje metabolizma i dijagnosticiranje mnogih bolesti.

Izotopi se unose u ljudski organizam u izuzetno malim količinama (sigurne po zdravlje), nesposobne da izazovu bilo kakve patološke promjene. Krvlju se neravnomjerno raspoređuju po tijelu. Zračenje koje nastaje raspadom izotopa bilježe uređaji (specijalni brojači čestica, fotografija) smješteni u blizini ljudskog tijela. Kao rezultat, možete dobiti sliku bilo kojeg unutrašnjeg organa. Iz ove slike može se prosuditi veličina i oblik ovog organa, povećana ili smanjena koncentracija izotopa u njemu

njenih različitih delova. Također je moguće procijeniti funkcionalno stanje (tj. rad) unutrašnjih organa po stopi akumulacije i izlučivanja radioizotopa u njima.

Dakle, stanje srčane cirkulacije, brzina protoka krvi, slika srčanih šupljina određuje se pomoću spojeva, uključujući izotope natrijuma, joda, tehnecija; za proučavanje plućne ventilacije i bolesti kičmene moždine koriste se izotopi tehnecija i ksenona; Makroagregati humanog serumskog albumina sa izotopom joda koriste se za dijagnostiku različitih upalnih procesa u plućima, njihovih tumora i kod raznih bolesti štitne žlijezde.

Upotreba izotopa u medicini

Koncentracija i ekskretorne funkcije jetre proučavaju se bojom bengalske ruže s izotopom joda, zlatom. Slika crijeva, želuca dobija se pomoću izotopa tehnecija, slezene pomoću eritrocita sa izotopom tehnecija ili hroma; uz pomoć izotopa selena dijagnosticiraju se bolesti pankreasa. Svi ovi podaci nam omogućavaju da postavimo ispravnu dijagnozu bolesti.

Uz pomoć metode "označenih atoma", također se ispituju različita odstupanja u radu cirkulacijskog sistema, otkrivaju tumori (jer se u njima akumuliraju neki radioizotopi). Zahvaljujući ovoj metodi, ustanovljeno je da se za relativno kratko vrijeme ljudski organizam gotovo potpuno obnavlja. Jedini izuzetak je željezo, koje je dio krvi: tijelo ga počinje apsorbirati iz hrane tek kada ponestane njegovih rezervi.

Prilikom izbora izotopa od velike je važnosti pitanje osjetljivosti metode izotopske analize, kao i vrste radioaktivnog raspada i energije zračenja.

U medicini se radioaktivni izotopi koriste ne samo za dijagnostiku, već i za liječenje određenih bolesti, poput raka, Gravesove bolesti itd.

U vezi sa upotrebom vrlo malih doza radioizotopa, izlaganje tijela zračenju tokom radijacijske dijagnostike i liječenja ne predstavlja opasnost za pacijente.

3.2. Radioaktivni izotopi u poljoprivredi

Radioaktivni izotopi se sve više koriste u poljoprivreda. Ozračenje sjemena biljaka (pamuk, kupus, rotkvica i dr.) malim dozama gama zraka iz radioaktivnih preparata dovodi do primjetnog povećanja prinosa. Velike doze zračenja uzrokuju mutacije u biljkama i mikroorganizmima, što u nekim slučajevima dovodi do pojave mutanata s novim vrijednim svojstvima ( radioselekcija). Tako su uzgojene vrijedne sorte pšenice, pasulja i drugih kultura, a dobijeni su visokoproduktivni mikroorganizmi koji se koriste u proizvodnji antibiotika.

Gama zračenje radioaktivnih izotopa se također koristi za kontrolu štetnih insekata i za očuvanje prehrambeni proizvodi. "Označeni atomi" se široko koriste u poljoprivrednoj tehnologiji. Na primjer, da bi se saznalo koje od fosfornih gnojiva biljka bolje apsorbira, razna gnojiva su označena radioaktivnim fosforom. Ispitivanjem biljaka na radioaktivnost može se odrediti količina fosfora koju apsorbuju iz različitih vrsta đubriva.

Metodom radioaktivnog ugljika dobijena je zanimljiva aplikacija za određivanje starosti antičkih predmeta organskog porijekla (drvo, ugalj, tkanine itd.). U biljkama uvijek postoji beta - radioaktivni izotop ugljika s poluživotom od T = 5700 godina. Nastaje u Zemljinoj atmosferi u maloj količini iz dušika pod djelovanjem neutrona. Potonji nastaju zbog nuklearnih reakcija uzrokovanih brzim česticama koje ulaze u atmosferu iz svemira (kosmičke zrake). Kombinirajući se s kisikom, ovaj ugljik formira ugljični dioksid koji apsorbiraju biljke, a preko njih i životinje.

Izotopi se široko koriste za određivanje fizička svojstva tlo

i rezerve elemenata biljne hrane u njemu, za proučavanje interakcije tla i đubriva, procesa asimilacije hranljivih materija od strane biljaka, unosa mineralne hrane u biljke kroz lišće. Izotopi se koriste za identifikaciju djelovanja pesticida na biljni organizam, što omogućava utvrđivanje koncentracije i vremena njihovog tretiranja usjeva. Izotopskom metodom proučavaju se najvažnije biološke osobine poljoprivrednih kultura (prilikom ocjenjivanja i odabira oplemenjivačkog materijala): produktivnost, ranozrelost i otpornost na hladnoću.

AT stočarstvo proučavaju fiziološke procese koji se odvijaju u tijelu životinja, analiziraju hranu za hranu na sadržaj toksičnih tvari (čije je male doze teško odrediti kemijskim metodama) i elemenata u tragovima. Uz pomoć izotopa razvijaju se tehnike za automatizaciju proizvodnih procesa, na primjer, odvajanje korijenskih usjeva od kamenja i grudvica tla prilikom žetve kombajnom na kamenitim i teškim tlima.

3.3 Radijaciona hronometrija

Neki radioaktivni izotopi mogu se uspješno koristiti za određivanje starosti raznih fosila ( radijaciona hronometrija). Najčešća i najefikasnija metoda radijacijske hronometrije zasniva se na mjerenju radioaktivnosti organskih supstanci, koja nastaje zbog radioaktivnog ugljika (14C).

Istraživanja su pokazala da se u svakom gramu ugljika u bilo kojem organizmu javlja 16 radioaktivnih beta raspada u minuti (tačnije, 15,3 ± 0,1). Nakon 5730 godina, u svakom gramu ugljika će se raspasti samo 8 atoma u minuti, nakon 11 460 godina - 4 atoma.

Jedan gram ugljika iz uzoraka mladih šuma emituje oko petnaest beta čestica u sekundi. Nakon smrti organizma, njegovo nadopunjavanje radioaktivnim ugljikom prestaje. Dostupna količina ovog izotopa se smanjuje zbog radioaktivnosti. Određivanjem procenta radioaktivnog ugljika u organskim ostacima može se odrediti njihova starost, ako se kreće u rasponu od 1000 do 50 000, pa čak i do 100 000 godina.

Broj radioaktivnih raspada, odnosno radioaktivnost ispitivanih uzoraka, mjeri se detektorima radioaktivnog zračenja.

Dakle, mjerenjem broja radioaktivnih raspada u minuti u određenoj težini materijala ispitivanog uzorka i ponovnim izračunavanjem tog broja po gramu ugljika možemo odrediti starost objekta iz kojeg je uzet uzorak. Ova metoda se koristi za utvrđivanje starosti egipatskih mumija, ostataka praistorijskih požara itd.

3.4. Upotreba radioaktivnih izotopi u industriji

Jedan primjer je sljedeća metoda za praćenje trošenja klipnih prstenova u motorima unutrašnjim sagorevanjem. Zračenjem klipnog prstena neutronima izazivaju nuklearne reakcije u njemu i čine ga radioaktivnim. Kada motor radi, čestice materijala prstena ulaze u ulje za podmazivanje. Ispitivanjem nivoa radioaktivnosti ulja nakon određenog vremena rada motora utvrđuje se istrošenost prstena. Radioaktivni izotopi omogućavaju suđenje o difuziji metala, procesima u visokim pećima itd. Snažno gama zračenje iz radioaktivnih preparata koristi se za proučavanje unutrašnje strukture metalnih odlivaka kako bi se otkrili defekti na njima.

Izotopi se takođe koriste u opremi za nuklearnu fiziku za proizvodnju brojača neutrona, što omogućava povećanje efikasnosti brojanja za više od 5 puta, u nuklearne energije kao moderatori i apsorberi neutrona.

3.5. Upotreba izotopa u nauci

Upotreba izotopa u biologija dovelo je do revizije dosadašnjih ideja o prirodi fotosinteze, kao io mehanizmima koji osiguravaju asimilaciju neorganskih supstanci od strane biljaka karbonata, nitrata, fosfata itd. organizma. Unošenjem oznake u organizme hranom ili injekcijom, bilo je moguće proučavati brzinu i migracione puteve mnogih insekata (komarci, muhe, skakavci), ptica, glodavaca i drugih malih životinja i dobiti podatke o veličini njihovih populacija. .

Na području fiziologija i biohemija biljaka Uz pomoć izotopa riješen je niz teorijskih i primijenjenih problema: razjašnjeni su putevi ulaska mineralnih tvari, tekućina i plinova u biljke, kao i uloga različitih kemijskih elemenata, uključujući i mikroelemente, u životu biljaka. Pokazalo se, posebno, da ugljik u biljke ne ulazi samo preko listova, već i kroz korijenov sistem, te načinima i brzinama kretanja niza tvari od korijenskog sistema do stabljike i listova i iz ovih organa. do korena su uspostavljeni.

Na području fiziologiju i biohemiju životinja i ljudi proučavane stope dolaska razne supstance u njihovim tkivima (uključujući brzinu ugradnje gvožđa u hemoglobin, fosfora u nervno i mišićno tkivo, kalcijuma u kosti). Upotreba "označene" hrane dovela je do novog razumijevanja brzine apsorpcije i distribucije nutrijenata, njihove "sudbine" u tijelu i pomogla u praćenju utjecaja unutrašnjih i vanjskih faktora (gladovanje, gušenje, prekomjerni rad, itd.) na metabolizam.

ZAKLJUČAK

Izvanredni francuski fizičari Maria Sklodowska - Curie i Pierre Curie, njihova ćerka Irene i zet Frederic Joliot i mnogi drugi naučnici ne samo da su dali veliki doprinos razvoju nuklearna fizika ali su bili strastveni borci za mir. Uradili su značajan posao na mirnom korištenju atomske energije.

U Sovjetskom Savezu rad na atomskoj energiji započeo je 1943. godine pod vodstvom istaknutog sovjetskog naučnika I. V. Kurchatova. U teškim uslovima rata bez presedana, sovjetski naučnici su rešavali najsloženije naučne i tehničke probleme povezane sa ovladavanjem atomskom energijom. 25. decembra 1946. godine, pod vođstvom I. V. Kurčatova, prvi put na kontinentu Evrope i Azije, lančana reakcija. U Sovjetskom Savezu počelo doba mirnog atoma.

U toku svog rada saznao sam da su radioaktivni izotopi dobijeni veštački našli široku primenu u nauci, tehnologiji, poljoprivredi, industriji, medicini, arheologiji i drugim oblastima. To je zbog sljedećih svojstava radioaktivnih izotopa:

radioaktivna tvar kontinuirano emituje određenu vrstu čestica i intenzitet se ne mijenja tokom vremena;

zračenje ima određenu prodornu moć;

Radioaktivnost je praćena oslobađanjem energije;

pod uticajem zračenja može doći do promena u ozračenoj materiji;

· Zračenje se može detektovati na različite načine: posebnim brojačima čestica, fotografijom itd.

LITERATURA

1. F.M. Diaghilev "Iz istorije fizike i života njenih tvoraca" - M.: Prosvjeta, 1986.

2. A.S. Enohin, O.F. Kabardin i dr. "Čitalac u fizici" - M.: Prosvjeta, 1982.

3. P.S. Kudryavtsev. "Istorija fizike" - M.: Obrazovanje, 1971.

4. G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev "Fizika 11. razred" - M.: Prosvjeta, 2004.

5. A.V. Peryshkin, E.V. Gutnik "Fizika 9 razred" - M.: Drfa, 2005.

6. Internet – resursi.

Pregled

za ispitni sažetak iz fizike „Fenomen radioaktivnosti. Njegov značaj u nauci, tehnologiji, medicini.

Relevantnost odabrane teme autor vidi u mogućnosti korištenja nuklearne energije u mirnodopske svrhe. Radioaktivni izotopi dobijeni umjetnim putem našli su široku primjenu u različitim oblastima naučne i praktične djelatnosti: nauci, tehnologiji, poljoprivredi, industriji, medicini, arheologiji itd.

Međutim, odeljak „Uvod“ ne ukazuje na relevantnost i interesovanje autora za izabranu temu sažetka.

Pristupačno, logično objašnjeno otkriće radioaktivnosti; studije provedene uz pomoć "označenih atoma".

Dizajn sažetka ne ispunjava u svim slučajevima zahtjeve:

· Stranice koje nisu numerisane;

· Svaki odeljak se ne štampa sa nove stranice;

U tekstu nema pozivanja na ilustracije;

· U odjeljku "Literatura" nisu naznačene stranice Internet izvora.

Općenito, uprkos manjim nedostacima u kompilaciji i dizajnu, možemo reći da je apstraktni „Fenomen radioaktivnosti. Njegov značaj u nauci, tehnologiji, medicini” zaslužuje ocjenu “dobro”.

Nastavnik fizike, srednja škola Pobedinskaya: ___________ / L.A. Gagarina/

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Hostirano na http://www.allbest.ru/

analiza radioaktivnih izotopa jezgra

Radioaktivni izotopi i njihova primjena

Izotopi su varijante istog hemijskog elementa koji su slični po svojim fizičkim i hemijskim svojstvima, ali imaju različite atomska masa.

Radioaktivnost - transformacija atomskih jezgara u druge jezgre, praćena emisijom različitih čestica i elektromagnetnim zračenjem.

U prirodi postoje i stabilni izotopi i nestabilni - radioaktivni, čija su jezgra atoma podložna spontanoj transformaciji u druge jezgre emisijom različitih čestica (ili procesa radioaktivnog raspada). Sada je poznato oko 270 stabilnih izotopa. Broj nestabilnih izotopa prelazi 2000, a velika većina njih je umjetno dobivena kao rezultat različitih nuklearnih reakcija. Broj radioaktivnih izotopa u mnogim elementima je vrlo velik i može premašiti dva tuceta. Broj stabilnih izotopa je mnogo manji. Neki hemijski elementi se sastoje od samo jednog stabilnog izotopa (berilij, fluor, natrijum, aluminijum, fosfor, mangan, zlato i niz drugih elemenata). Najveći broj stabilni izotopi - 10 koji se nalaze u kalaju, u željezu, na primjer, oni su 4, u živi - 7.

Uz pomoć nuklearnih reakcija moguće je dobiti radioaktivne izotope svih kemijskih elemenata. Nabavite ih na akceleratorima elektronskih čestica i nuklearnim reaktorima. Nazivaju se i "označeni atomi".

Radioizotopska dijagnostika - upotreba radioaktivnih izotopa i označenih jedinjenja za proučavanje ljudskih organa i sistema u cilju prepoznavanja bolesti. Glavna metoda radioizotopske dijagnostike je metoda radioaktivne indikacije, odnosno metoda praćenja unesenih radioaktivnih supstanci u organizam.

Radioaktivni izotopi niza hemijskih elemenata su izvori jonizujućeg zračenja, koji se nakon unošenja izotopa u ljudski organizam mogu registrovati uz pomoć specijalnih radiometrijskih i snimajućih uređaja. u velikoj mjeri tačnost. Savremena radiološka oprema omogućava hvatanje i proučavanje izuzetno malih količina radioaktivnih jedinjenja (tzv. indikatorske količine), koje su praktično bezopasne za organizam ispitanika. Registracijom distribucije, kretanja, transformacije i izlučivanja radioaktivnih tragova iz organizma, lekar može da proceni učešće relevantnih elemenata u biohemijskim i fiziološkim procesima u telu. Među brojnim metodama radioizotopske dijagnostike najviše se koriste laboratorijska radiometrija, klinička radiometrija, klinička radiografija i skeniranje. Radioizotopsko skeniranje unutrašnjih organa omogućava određivanje lokacije u tijelu organa koji se proučava, utvrđivanje njegovog oblika i veličine, te utvrđivanje prisutnosti niza patoloških promjena u njemu. Glavna prednost metoda istraživanja radioizotopa je njihova potpuna bezbolnost i praktična sigurnost za pacijenta uz visoku preciznost dijagnostičkih rezultata.

Jedna od najistaknutijih studija bila je proučavanje metabolizma u organizmima. Dokazano je da se u relativno kratkom vremenu tijelo gotovo potpuno obnavlja. Njegovi sastavni atomi su zamijenjeni novim. Samo je željezo, kao što su pokazali eksperimenti na izotopskom proučavanju krvi, izuzetak od ovog pravila. Radioaktivni izotopi se koriste u medicini kako u dijagnostičke tako iu terapeutske svrhe. Radioaktivni natrijum, unešen u malim količinama u krv, koristi se za proučavanje cirkulacije krvi, jod se intenzivno deponuje u štitnoj žlezdi, posebno kod Gravesove bolesti. Praćenjem taloženja radioaktivnog joda pomoću brojača, dijagnoza se može brzo postaviti. Velike doze radioaktivnog joda uzrokuju djelomično uništavanje abnormalno razvijajućih tkiva, pa se radioaktivni jod koristi za liječenje Gravesove bolesti. Intenzivno kobalt gama zračenje se koristi u liječenju raka (kobalt pištolj).

Ništa manje opsežna nije primjena radioaktivnih izotopa u industriji. Jedan primjer toga je sljedeća metoda za praćenje istrošenosti klipnih prstenova u motorima s unutrašnjim sagorijevanjem. Zračenjem klipnog prstena neutronima izazivaju nuklearne reakcije u njemu i čine ga radioaktivnim. Kada motor radi, čestice materijala prstena ulaze u ulje za podmazivanje. Ispitivanjem nivoa radioaktivnosti ulja nakon određenog vremena rada motora utvrđuje se istrošenost prstena. Radioaktivni izotopi omogućavaju suđenje o difuziji metala, procesima u visokim pećima, itd.

Snažno gama zračenje radioaktivnih preparata koristi se za proučavanje unutrašnje strukture metalnih odlivaka kako bi se otkrili defekti na njima.

Radioaktivni izotopi se sve više koriste u poljoprivredi. Ozračenje sjemena biljaka (pamuk, kupus, rotkvica i dr.) malim dozama gama zraka iz radioaktivnih preparata dovodi do primjetnog povećanja prinosa. Velike doze zračenja uzrokuju mutacije u biljkama i mikroorganizmima, što u nekim slučajevima dovodi do pojave mutanata s novim vrijednim svojstvima (radioselekcija). Tako su uzgojene vrijedne sorte pšenice, pasulja i drugih kultura, a dobijeni su visokoproduktivni mikroorganizmi koji se koriste u proizvodnji antibiotika. Gama zračenje radioaktivnih izotopa se također koristi za kontrolu štetnih insekata i za očuvanje hrane. Radioaktivni izotopi se široko koriste u poljoprivrednoj tehnologiji. Na primjer, da bi se saznalo koje od fosfatnih gnojiva biljka bolje apsorbira, razna gnojiva su označena radioaktivnim fosforom 15 32P. Ispitivanjem biljaka na radioaktivnost može se odrediti količina fosfora koju apsorbuju iz različitih vrsta đubriva.

Radiokarbonska analiza je fizička metoda datiranja bioloških ostataka, predmeta i materijala biološkog porijekla mjerenjem sadržaja radioaktivnog izotopa 14C u odnosu na stabilne izotope ugljika.Zanimljiva primjena radioaktivnosti je metoda datiranja arheoloških i geoloških nalaza po koncentraciji. radioaktivnih izotopa. Nestabilan izotop ugljika javlja se u atmosferi zbog nuklearnih reakcija uzrokovanih kosmičkim zracima. Mali postotak ovog izotopa nalazi se u zraku zajedno sa uobičajenim stabilnim izotopom. Biljke i drugi organizmi troše ugljik iz zraka i akumuliraju oba izotopa u istom omjeru kao i u zraku. Nakon odumiranja biljaka, one prestaju da troše ugljik, a nestabilni izotop, kao rezultat α-raspada, postepeno prelazi u dušik s vremenom poluraspada od 5730 godina. Preciznim mjerenjem relativne koncentracije radioaktivnog ugljika u ostacima drevnih organizama, moguće je odrediti vrijeme njihove smrti. Ova metoda se koristi za utvrđivanje starosti egipatskih mumija, ostataka praistorijskih požara itd.

Radioaktivna metoda analize tvari omogućuje određivanje sadržaja raznih metala u njoj, od kalcija do cinka, u izuzetno niskim koncentracijama - do 1-10 g. (za ovo je potrebno samo 10-12g supstance). Radioaktivni lijekovi se široko koriste u medicinskoj praksi za liječenje mnogih bolesti, uključujući maligne tumore. Izotopi plutonijum-238, kurijum-224 koriste se za proizvodnju baterija malog kapaciteta za stabilizatore otkucaja srca. Za njihov kontinuirani rad 10 godina dovoljno je samo 150-200 mg plutonija (konvencionalne baterije traju do četiri godine).

Radioizotopski izvori energije su uređaji različitih dizajna koji koriste energiju oslobođenu tijekom radioaktivnog raspada za zagrijavanje rashladnog sredstva ili njegovo pretvaranje u električnu energiju. Radioizotopski izvor energije se bitno razlikuje od nuklearnog reaktora po tome što ne koristi kontroliranu lančanu reakciju, već energiju prirodnog raspada radioaktivnih izotopa. Radioizotopni izvori energije se koriste tamo gdje je potrebno osigurati autonomiju rada opreme, značajnu pouzdanost, malu težinu i dimenzije. Trenutno, glavna područja primjene su svemir (sateliti, međuplanetarne stanice, itd.), dubokomorska vozila, udaljena područja (krajnji sjever, otvoreno more, Antarktik). Uopšteno govoreći, proučavanje "dubokog svemira" bez generatora radioizotopa je nemoguće, jer je na znatnoj udaljenosti od Sunca nivo sunčeve energije koji se može iskoristiti pomoću fotoćelija mali. Na primjer, u orbiti Saturna, osvjetljenje Sunca u zenitu odgovara sumraku Zemlje. Osim toga, na značajnoj udaljenosti od Zemlje, potrebna je vrlo velika snaga za prijenos radio signala iz svemirske sonde. Dakle, jedini mogući izvor energije za svemirski brod u takvim uslovima, pored nuklearnog reaktora, deluje i generator radioizotopa. Postojeće aplikacije:

· Međuzvjezdane sonde: Električno napajanje svemirskih vozila toplinom.

Medicina: napajanje za pejsmejkere itd.

· Napajanje svjetionika i bova.

Obećavajuća područja primjene:

· Android roboti: Električno grijanje. kao glavni izvor energije.

· Svemirski borbeni laseri: Lasersko pumpanje i električno napajanje toplinom.

borbena vozila: Snažni motori sa dugim resursom (bespilotna izviđačka vozila - avioni i mini-čamci, napajanje za borbene helikoptere i avione, kao i tenkove i autonomne lansere).

· Dubokomorske hidroakustične stanice: dugoročno napajanje nepovratnih vozila.

Radioaktivni izotopi i spojevi označeni radioaktivnim izotopima imaju široku primjenu u različitim poljima ljudske aktivnosti. Industrijska i tehnološka kontrola, poljoprivreda i medicina, komunikacije i Naučno istraživanje-- praktično je nemoguće pokriti cijeli spektar primjene radioaktivnih izotopa, iako su svi nastali za nešto više od 100 godina.

Hostirano na Allbest.ru

Slični dokumenti

Osnovni pojmovi i terminologija. Detekcija i kvantitativna mjerenja radionuklida. Autoradiografija. scintilacioni brojači. Imigers. Osnovni radionuklidi u nauci o životu. Tehničke karakteristike označenih jedinjenja. Radionuklid 3H (tricijum).

sažetak, dodan 18.09.2007


Izotopi u medicini. Osnovne karakteristike radionuklida za upotrebu u dijagnostičke svrhe. Najsavremeniji mamografski sistem sa niskom dozom zračenja i visokom rezolucijom. Izotopi u industriji i poljoprivredi.

prezentacija, dodano 06.08.2012


Fizičke osnove nuklearna reakcija: energija vezivanja nukleona i nuklearna fisija. Oslobađanje nuklearne energije. Značajke korištenja energije koja se oslobađa tijekom fisije teških jezgara u nuklearnim elektranama, nuklearnim ledolomcima, nosačima aviona i podmornicama.

prezentacija, dodano 05.04.2015


Izotopi su varijante istog hemijskog elementa koji su slični po svojim fizičkim i hemijskim svojstvima, ali imaju različite atomske mase. Struktura atoma, opis protonsko-neutronskog modela jezgra. Otkrivanje i primjena izotopa, njihova radioaktivnost.

prezentacija, dodano 27.12.2010


Interakcija između nukleona. Karakteristike nuklearnih sila. Metode oslobađanja nuklearne energije: fisija teških jezgara i sinteza lakih jezgara. Uređaj u kojem je podržana reakcija njihove fisije. Akumulacija radioaktivnih elemenata u ljudskom tijelu.

prezentacija, dodano 16.12.2014


Istorija razvoja metode označenih atoma. Tragači izotopa, stabilni i radioaktivni izotopi. Izotopski tragovi u medicini, biologiji i poljoprivredi. Stoljetni brojači zračenja. Uvođenje radioaktivne oznake u biološke preparate.

sažetak, dodan 14.12.2013


Glavni izvori radioaktivne kontaminacije: industrijska dekontaminacija uzrokovana eksplozijom nuklearno oružje, hitni objekti. Vrste dekontaminacionih radova u nuklearnim elektranama, postupak njihovog provođenja i ocjena praktične učinkovitosti.

test, dodano 26.05.2015


Analiza prirodnih i umjetnih radioaktivnih tvari. Metode analize zasnovane na interakciji zračenja sa supstancama. Radiotracer metode analize. Metoda analize zasnovana na elastičnom raspršenju nabijenih čestica na apsorpciju P-čestica.

sažetak, dodan 03.10.2011


Primjena energije termonuklearne fuzije. radioaktivnog raspada. Dobivanje nuklearne energije. Cepanje atoma. Nuklearna podjela teških elemenata, dobijanje novih neurona. transformacija kinetička energija u toplinu. Otkriće novih elementarnih čestica.

prezentacija, dodano 08.04.2015


Naboj, masa, veličina i sastav atomsko jezgro. Energija vezivanja jezgara, defekt mase. Nuklearne sile i radioaktivnost. Gustina nuklearne materije. Pojam nuklearnih reakcija i njihove glavne vrste. Fisija i fuzija jezgara. quadrupole električni moment jezgra.

"Upotreba radioaktivnih izotopa"- Ispitivanjem nivoa radioaktivnosti ulja nakon određenog vremena rada motora utvrđuje se istrošenost prstena. Brahiterapija nije radikalna, već praktično ambulantna operacija, tokom koje se u zahvaćeni organ unose titanijumska zrna koja sadrže izotop. Gama zračenje radioaktivnih izotopa se također koristi za kontrolu štetnih insekata i za očuvanje hrane.

"Prirodna radioaktivnost"- Pomoću periodnog sistema odredite koji je element nastao kao rezultat kolapsa matičnog jezgra. Supstance sposobne za spontano stvaranje spontana emisija. prirodna radioaktivnost. Svojstva radioaktivnog zračenja. Element. Propadanje. Nedostaju riječi. radioaktivnog raspada.

"Otkriće radioaktivnosti" Tako je po prvi put otkriveno biološko djelovanje radioaktivnosti. Tada je Becquerel počeo da testira različite soli uranijuma (uključujući i one koje su godinama ležale u mraku). Ploča je stalno osvijetljena. Istorija otkrića radioaktivnosti. Postavljanjem metalnog križa između soli i ploče, Becquerel je dobio slabe konture križa na ploči.

"Radioaktivnost i radijacija"- Prodorna moć zračenja. pravilo pomaka. Izotopi. Tri vrste zračenja. poluživoti. Formira se potpuno nova vrsta supstance. Otkriće Becquerela. radioaktivne transformacije. Radioaktivnost. Priroda radioaktivnog zračenja. Zakon radioaktivnog raspada.

"Otkriće fenomena radioaktivnosti"- "Nepoznati" zraci. Ernest Rutherford. Marija je bila odlična majka. Tehnička oprema je primitivna. Znanje. Struktura atoma. Nema slučajnog otkrića. Čovječanstvo će imati više koristi od novih otkrića. Djelovanje radijuma na životinje. Nauka je organizovano znanje. Istorija otkrića radioaktivnosti.

"Radioaktivnost elementa"- Dobrodošli na lekciju. Jonizirani atom hemijskog elementa. Svojstva radioaktivnog zračenja. elektromagnetne pojave. Henri Becquerel. Elektron. radioaktivnih elemenata emituju zračenje. Demokrit. Fizičke veličine. Formule. Voda. Rješavanje problema. Circuit. Otkriven periodični zakon. Objasnite iskustvo.

Ukupno ima 14 prezentacija u ovoj temi