Tečajni rad

Na temu: „Radioaktivnost.

Primjena radioaktivnih izotopa u tehnici"

Uvod

1. Vrste radioaktivnog zračenja

2.Ostale vrste radioaktivnosti

3. Alfa raspad

4.Beta raspad

5. Gama raspad

6.Zakon radioaktivnog raspada

7.Radioaktivne serije

8. Djelovanje radioaktivnog zračenja na čovjeka

9. Korištenje radioaktivnih izotopa

Popis korištene literature

Uvod

Radioaktivnost– pretvaranje atomskih jezgri u druge jezgre, praćeno emisijom raznih čestica i elektromagnetskim zračenjem. Odatle i naziv fenomena: na latinskom radio - zračiti, activus - djelotvoran. Ovu je riječ skovala Marie Curie. Kada se nestabilna jezgra – radionuklid – raspadne, iz nje velikom brzinom izleti jedna ili više čestica visoke energije. Tok tih čestica naziva se radioaktivno zračenje ili jednostavno zračenje.

X-zrake. Otkriće radioaktivnosti bilo je izravno povezano s otkrićem Roentgena. Štoviše, neko su vrijeme mislili da se radi o istoj vrsti zračenja. Kasno 19. stoljeće Općenito, bio je bogat otkrićima raznih vrsta prethodno nepoznatih "zračenja". U 1880-ima engleski fizičar Joseph John Thomson počeo je proučavati elementarne negativne nositelje naboja; 1891. irski fizičar George Johnston Stoney (1826–1911) te je čestice nazvao elektronima. Konačno, u prosincu je Wilhelm Conrad Roentgen najavio otkriće nove vrste zraka, koje je nazvao X-zrake. Do sada se u većini zemalja tako nazivaju, no u Njemačkoj i Rusiji prihvaćen je prijedlog njemačkog biologa Rudolfa Alberta von Köllikera (1817.–1905.) da se zrake nazovu X-zrakama. Ove zrake nastaju kada se elektroni koji brzo lete u vakuumu (katodne zrake) sudare s preprekom. Bilo je poznato da kad katodne zrake udare u staklo, ono emitira vidljivu svjetlost - zelenu luminiscenciju. X-ray je otkrio da u isto vrijeme neke druge nevidljive zrake izlaze iz zelene mrlje na staklu. To se dogodilo slučajno: u mračnoj prostoriji svijetlio je obližnji ekran prekriven barijevim tetracijanoplatinatom Ba (ranije zvanim barij platina sulfid). Ova tvar proizvodi svijetlu žuto-zelenu luminiscenciju pod utjecajem ultraljubičastih i katodnih zraka. Ali katodne zrake nisu pogodile ekran, a štoviše, kada je uređaj bio prekriven crnim papirom, ekran je nastavio svijetliti. Roentgen je ubrzo otkrio da zračenje prolazi kroz mnoge neprozirne tvari i uzrokuje crnjenje fotografske ploče umotane u crni papir ili čak stavljene u metalnu kutiju. Zrake su prošle kroz vrlo debelu knjigu, kroz smrekovu dasku debljine 3 cm, kroz aluminijsku ploču debljine 1,5 cm... Roentgen je shvatio mogućnosti svog otkrića: “Ako držite ruku između ispusne cijevi i ekrana,” napisao je, "možete vidjeti tamne sjene kostiju na pozadini svjetlijih obrisa ruke." Bio je to prvi fluoroskopski pregled u povijesti.

Roentgenovo otkriće odmah se proširilo svijetom i zadivilo ne samo stručnjake. Uoči 1896. fotografija ruke bila je izložena u knjižari jednog njemačkog grada. Na njemu su se vidjele kosti žive osobe, a na jednom od prstiju bio je vjenčani prsten. Bila je to rendgenska fotografija ruke Roentgenove žene. Rentgenova prva poruka “ O novoj vrsti zraka" je objavljen u “Izvješćima Würzburškog fizikalno-medicinskog društva” 28. prosinca, odmah je preveden i objavljen u različitim zemljama, najpoznatiji znanstveni časopis “Nature” koji izlazi u Londonu objavio je Roentgenov članak 23. siječnja 1896.

Nove zrake počele su se istraživati ​​diljem svijeta, samo u jednoj godini objavljeno je više od tisuću radova na tu temu. Rendgenski uređaji jednostavnog dizajna također su se pojavili u bolnicama: medicinska upotreba novih zraka bila je očita.

Sada se X-zrake naširoko koriste (i ne samo u medicinske svrhe) diljem svijeta.

Becquerelove zrake. Roentgenovo otkriće ubrzo je dovelo do jednako značajnog otkrića. Napravio ga je 1896. godine francuski fizičar Antoine Henri Becquerel. Dana 20. siječnja 1896. prisustvovao je sastanku Akademije na kojem je fizičar i filozof Henri Poincaré govorio o Roentgenovom otkriću i pokazao rendgenske fotografije ljudske ruke snimljene u Francuskoj. Poincare se nije ograničio na govor o novim zrakama. Predložio je da su te zrake povezane s luminiscencijom i da se, možda, uvijek pojavljuju istovremeno s ovom vrstom sjaja, tako da je vjerojatno moguće bez katodnih zraka. Luminiscencija tvari pod utjecajem ultraljubičastog zračenja - fluorescencija ili fosforescencija (u 19. stoljeću nije postojala stroga razlika između ovih pojmova) bila je poznata Becquerelu: i njegovom ocu Alexanderu Edmondu Becquerelu (1820–1891) i njegovom djedu Antoineu Cesaru Becquerelu (1788. – 1878.) sudjelovali su u tome obojica fizičari; Fizičar je postao i sin Antoinea Henrija Becquerela, Jacques, koji je "naslijedio" katedru za fiziku u Pariškom prirodoslovnom muzeju, a Becquerel je tu katedru vodio 110 godina, od 1838. do 1948. godine.

Becquerel je odlučio ispitati jesu li X-zrake povezane s fluorescencijom. Neke soli urana, na primjer, uranil nitrat UO 2 (NO 3) 2, pokazuju svijetlu žuto-zelenu fluorescenciju. Takve tvari bile su u Becquerelovom laboratoriju, gdje je radio. S preparatima urana radio je i njegov otac, koji je pokazao da nakon prestanka sunčeve svjetlosti njihov sjaj nestaje vrlo brzo – za manje od stotinke sekunde. Međutim, nitko nije provjerio prati li taj sjaj i emisija nekih drugih zraka koje mogu proći kroz neprozirne materijale, kao što je to bio slučaj s Roentgenom. Upravo je to Becquerel odlučio provjeriti nakon Poincaréova izvješća. Dana 24. veljače 1896., na tjednom sastanku Akademije, rekao je da je uzeo fotografsku ploču omotanu u dva sloja debelog crnog papira, na nju stavio kristale dvostrukog kalijevog uranil sulfata K 2 UO 2 (SO 4) 2 2H2O. i sve to izložio na nekoliko sati sunčevoj svjetlosti, a zatim nakon razvijanja fotografske ploče možete vidjeti pomalo zamagljen obris kristala na njoj. Ako se između ploče i kristala stavi novčić ili figura izrezana iz kositra, tada se nakon razvijanja na ploči pojavljuje jasna slika tih predmeta.

Sve bi to moglo ukazivati ​​na povezanost fluorescencije i rendgenskog zračenja. Nedavno otkrivene rendgenske zrake mogu se dobiti mnogo jednostavnije - bez katodnih zraka i vakuumske cijevi i visokog napona potrebnih za to, no trebalo je provjeriti ispada li da uranova sol, zagrijavanjem na suncu, oslobađa nešto vrsta plina koji prodire ispod crnog papira i djeluje na fotografsku emulziju.Da bi isključio tu mogućnost, Becquerel je između uranove soli i fotografske ploče stavio staklenu ploču - ona je i dalje svijetlila. "Odavde", zaključio je Becquerel svoju kratku poruku, "možemo zaključiti da svjetleća sol emitira zrake koje prodiru kroz crni papir, neproziran za svjetlost, i obnavljaju soli srebra u fotografskoj ploči." Kao da je Poincaré bio u pravu i X-zrake iz X-zraka mogu se dobiti na potpuno drugačiji način.

Becquerel je počeo provoditi mnoge pokuse kako bi bolje razumio uvjete pod kojima se pojavljuju zrake koje osvjetljavaju fotografsku ploču i kako bi istražio svojstva tih zraka. Između kristala i fotografske ploče stavljao je različite tvari - papir, staklo, aluminij, bakar i olovne ploče različitih debljina. Rezultati su bili isti kao i Roentgenovi, što bi također moglo poslužiti kao argument u prilog sličnosti oba zračenja. Osim izravnom sunčevom svjetlošću, Becquerel je uranovu sol osvijetlio i svjetlom reflektiranim od zrcala ili lomljenim prizmom. Shvatio je da rezultati svih prethodnih eksperimenata nisu ni na koji način povezani sa suncem; važno je bilo samo koliko dugo je uranova sol bila u blizini fotografske ploče. Sljedeći dan, Becquerel je o tome izvijestio na sastanku Akademije, ali, kako se kasnije pokazalo, napravio je pogrešan zaključak: zaključio je da je uranova sol, barem jednom "napunjena" u svjetlu, tada sposobna emitirati nevidljive prodorne zrake dugo vremena.

Do kraja godine Becquerel je objavio devet članaka o ovoj temi, u jednom od njih je napisao: „Različite soli urana stavljane su u olovnu kutiju debelih stijenki... Zaštićene od djelovanja bilo kojeg poznatog zračenja, te su tvari nastavile emitirati zrake koje prolaze kroz staklo i crni papir..., za osam mjeseci.”

Ove zrake potječu od bilo kojeg spoja urana, čak i onih koji ne svijetle na suncu. Pokazalo se da je zračenje metalnog urana još jače (oko 3,5 puta). Postalo je očito da to zračenje, iako je u nekim manifestacijama slično X-zrakama, ima veću moć prodora i da je nekako povezano s uranom, pa ga je Becquerel počeo nazivati ​​"uranovim zrakama".

Becquerel je također otkrio da "uranijeve zrake" ioniziraju zrak, čineći ga vodičem električne energije. Gotovo istovremeno, u studenom 1896., engleski fizičari J. J. Thomson i Ernest Rutherford (otkrili su ionizaciju zraka pod utjecajem X-zraka. Za mjerenje intenziteta zračenja Becquerel je koristio elektroskop u kojem su najlakši listići zlata, obješeni o svoje krajeve). a elektrostatički nabijeni, odbijaju se i njihovi slobodni krajevi razilaze.Ako zrak provodi struju, naboj odlazi s listova i oni otpadaju – tim brže što je električna vodljivost zraka veća, a samim time i jačina zračenja.

Ostalo je otvoreno pitanje kako tvar emitira kontinuirano zračenje koje ne slabi tijekom mnogo mjeseci bez opskrbe energijom iz vanjskog izvora.Sam Becquerel je napisao da nije mogao razumjeti odakle uranu energija koju kontinuirano emitira. O tome su iznesene razne hipoteze, ponekad i prilično fantastične. Na primjer, engleski kemičar i fizičar William Ramsay napisao je: “... fizičari su bili zbunjeni odakle neiscrpna zaliha energije u uranovim solima. Lord Kelvin je bio sklon pretpostavci da uran služi kao neka vrsta zamke, koja hvata inače nemjerljivu radijantnu energiju koja dopire do nas kroz svemir, i pretvara je u takav oblik da je sposobna proizvoditi kemijske učinke."

Becquerel nije mogao niti prihvatiti ovu hipotezu, niti smisliti nešto vjerojatnije, niti napustiti princip očuvanja energije. Završilo je tako što je na neko vrijeme potpuno odustao od rada s uranom i prihvatio se cijepanja spektralnih linija u magnetskom polju. Taj je učinak mladi nizozemski fizičar Pieter Zeeman otkrio gotovo istovremeno s otkrićem Becquerela, a objasnio ga je drugi Nizozemac, Hendrik Anton Lorentz.

Time je završena prva faza istraživanja radioaktivnosti. Albert Einstein usporedio je otkriće radioaktivnosti s otkrićem vatre, jer je vjerovao da su i vatra i radioaktivnost jednako važne prekretnice u povijesti civilizacije.

1. Vrste radioaktivnog zračenja

Kada su se u rukama istraživača pojavili moćni izvori zračenja, milijunima puta jači od urana (bili su to pripravci radija, polonija, aktinija), bilo je moguće bolje upoznati svojstva radioaktivnog zračenja. U prvim istraživanjima na ovu temu aktivno su sudjelovali Ernest Rutherford, supružnici Maria i Pierre Curie, A. Becquerel i mnogi drugi. Prije svega, proučavana je prodorna sposobnost zraka, kao i utjecaj na zračenje magnetskog polja. Ispostavilo se da zračenje nije uniformno, već je mješavina “zraka”. Pierre Curie je otkrio da kada magnetsko polje djeluje na zračenje radija, neke zrake se odbijaju, a druge ne. Bilo je poznato da magnetsko polje odbija samo nabijene leteće čestice, pozitivne i negativne u različitim smjerovima. Na temelju smjera otklona uvjerili smo se da su otklonjene β-zrake negativno nabijene. Daljnji pokusi pokazali su da nema temeljne razlike između katodnih i β-zraka, što je značilo da one predstavljaju tok elektrona.

Skrenute zrake imale su jaču sposobnost prodiranja kroz različite materijale, dok su nedevijacijske zrake lako apsorbirale čak i tanka aluminijska folija - tako se ponašalo npr. zračenje novog elementa polonija - njegovo zračenje nije prodiralo ni kroz karton stijenke kutije u kojoj je lijek bio pohranjen.

Pri korištenju jačih magneta pokazalo se da se i α-zrake odbijaju, samo mnogo slabije od β-zraka, i to u drugom smjeru. Iz toga je slijedilo da su bile pozitivno nabijene i imale znatno veću masu (kako se kasnije pokazalo, masa α-čestica je 7740 puta veća od mase elektrona). Ovaj fenomen prvi su otkrili 1899. godine A. Becquerel i F. Giesel. Kasnije se pokazalo da su α-čestice jezgre atoma helija (nuklid 4 He) s nabojem +2 i masom od 4 jedinice.Kada je 1900. francuski fizičar Paul Villar (1860–1934) detaljnije proučavao devijacijom α- i β-zraka, otkrio je u zračenju radija treću vrstu zraka koje ne odstupaju u najjačim magnetskim poljima, što je ubrzo potvrdio i Becquerel. Ova vrsta zračenja, po analogiji s alfa i beta zrakama, nazvana je gama zrakama, a označavanje različitih zračenja prvim slovima grčke abecede predložio je Rutherford. Pokazalo se da su gama zrake slične X-zrakama, tj. oni su elektromagnetsko zračenje, ali s kraćim valnim duljinama i stoga više energije. Sve te vrste zračenja opisala je M. Curie u svojoj monografiji “Radij i radioaktivnost”. Umjesto magnetskog polja, za "cijepanje" zračenja može se koristiti električno polje, samo što se nabijene čestice u njemu neće skrenuti okomito na linije sile, već duž njih - prema otklonskim pločama.

Dugo vremena nije bilo jasno odakle dolaze sve te zrake. Tijekom nekoliko desetljeća radom brojnih fizičara razjašnjena je priroda radioaktivnog zračenja i njegova svojstva te su otkrivene nove vrste radioaktivnosti.γ

Alfa zrake uglavnom emitiraju jezgre najtežih i stoga manje stabilnih atoma (u periodnom sustavu se nalaze nakon olova). To su čestice visoke energije. Obično se promatra nekoliko skupina α čestica od kojih svaka ima strogo određenu energiju. Dakle, gotovo sve α čestice emitirane iz jezgri 226 Ra imaju energiju od 4,78 MeV (megaelektron volta), a mali dio α čestica ima energiju od 4,60 MeV. Drugi izotop radija, 221 Ra, emitira četiri skupine α čestica s energijama od 6,76, 6,67, 6,61 i 6,59 MeV. To ukazuje na prisutnost nekoliko energetskih razina u jezgri; njihova razlika odgovara energiji α-kvanta koje emitira jezgra. Poznati su i "čisti" alfa emiteri (na primjer, 222 Rn).

Prema formuli E = mu 2 /2 moguće je izračunati brzinu α-čestica s određenom energijom. Na primjer, 1 mol α čestice sa E= 4,78 MeV ima energiju (u SI jedinicama) E= 4,78 10 6 eV  96500 J/(eV mol) = 4,61 10 11 J/mol i masa m= 0,004 kg/mol, odakle uα 15200 km/s, što je desetke tisuća puta brže od brzine pištoljskog metka. Alfa čestice imaju najjači ionizirajući učinak: kada se sudare s bilo kojim drugim atomom u plinu, tekućini ili krutom stanju, skidaju s njih elektrone, stvarajući nabijene čestice. U tom slučaju α-čestice vrlo brzo gube energiju: zadržava ih čak i list papira. U zraku α-zračenje radija putuje samo 3,3 cm, α-zračenje torija – 2,6 cm itd. U konačnici, α čestica, koja je izgubila kinetičku energiju, uhvati dva elektrona i pretvori se u atom helija. Prvi ionizacijski potencijal atoma helija (He – e → He +) je 24,6 eV, drugi (He + – e → He +2) je 54,4 eV, što je mnogo više od bilo kojeg drugog atoma. Kada α-čestice zarobe elektrone, oslobađa se ogromna energija (više od 7600 kJ/mol), pa ni jedan atom, osim atoma samog helija, ne može zadržati svoje elektrone ako se α-čestica nađe u blizini .

Vrlo visoka kinetička energija α-čestica omogućuje da ih se “vidi” golim okom (ili uz pomoć običnog povećala), što je prvi pokazao 1903. godine engleski fizičar i kemičar William Crookes (1832. 1919. Na oku jedva vidljiv vrh igle zalijepio je zrno radijeve soli i učvrstio iglu u široku staklenu cijev.Na jednom kraju te cijevi, nedaleko od vrha igle, stavljena je ploča prekrivena slojem fosfora (bio je to cink sulfid), a na drugom kraju je bilo povećalo. Ako pogledate fosfor u mraku, možete vidjeti: cijelo vidno polje je prošarano bljeskanjem iskri i sada odumire. Svaka iskra rezultat je udara jedne α-čestice. Crookes je ovaj uređaj nazvao spintariskop (od grčkog spintharis - iskra i skopeo - gledam, promatram). Koristeći ovu jednostavnu metodu brojanja α-čestica, broj Provedeno je mnogo studija, na primjer, pomoću ove metode bilo je moguće prilično točno odrediti Avogadrovu konstantu.

U jezgri protone i neutrone drže zajedno nuklearne sile, stoga nije bilo jasno kako bi alfa čestica, koja se sastoji od dva protona i dva neutrona, mogla napustiti jezgru. Odgovor je 1928. godine dao američki fizičar (koji je 1933. emigrirao iz SSSR-a) George (Georgi Antonovich) Gamow). Prema zakonima kvantne mehanike, α-čestice, kao i sve čestice male mase, imaju valnu prirodu i stoga imaju malu vjerojatnost da završe izvan jezgre, na malom (oko 6 · 10–12 cm) udaljenosti od njega. Čim se to dogodi, čestica počinje osjećati kulonsko odbijanje od vrlo blizu pozitivno nabijene jezgre.

Uglavnom su teške jezgre podložne alfa raspadu - poznato ih je više od 200; alfa čestice emitira većina izotopa elemenata nakon bizmuta. Poznati su lakši alfa emiteri, uglavnom atomi elemenata rijetke zemlje. Ali zašto alfa čestice lete iz jezgre, a ne pojedinačni protoni? Kvalitativno se to objašnjava dobitkom energije tijekom α-raspada (α-čestice – jezgre helija su stabilne). Kvantitativna teorija α-raspada stvorena je tek 1980-ih, au njenom razvoju sudjelovali su i domaći fizičari, uključujući Leva Davidoviča Landaua, Arkadija Beinusoviča Migdala (1911. – 1991.), šefa katedre za nuklearnu fiziku na Sveučilištu Voronjež Stanislav Georgijevič Kadmenski. i kolege.

Odlazak alfa čestice iz jezgre dovodi do jezgre drugog kemijskog elementa, koja je u periodnom sustavu pomaknuta dvije ćelije ulijevo. Primjer je transformacija sedam izotopa polonija (nuklearni naboj 84) u različite izotope olova (nuklearni naboj 82): 218 Po → 214 Pb, 214 Po → 210 Pb, 210 Po → 206 Pb, 211 Po → 207 Pb, 215 Po → 211 Pb, 212 Po → 208 Pb, 216 Po → 212 Pb. Izotopi olova 206 Pb, 207 Pb i 208 Pb su stabilni, ostali su radioaktivni.

Beta raspad događa se i u teškim i u lakim jezgrama, poput tricija. Ove lake čestice (brzi elektroni) imaju veću moć prodora. Tako u zraku β-čestice mogu letjeti nekoliko desetaka centimetara, u tekućim i krutim tvarima - od frakcija milimetra do oko 1 cm.Za razliku od α-čestica, energetski spektar β-zraka nije diskretan. Energija elektrona koji izlaze iz jezgre može varirati od gotovo nule do određene maksimalne vrijednosti karakteristične za dati radionuklid. Obično je prosječna energija β čestica mnogo manja od energije α čestica; na primjer, energija β-zračenja iz 228 Ra je 0,04 MeV. Ali postoje iznimke; pa β-zračenje kratkoživućeg nuklida 11 Be nosi energiju od 11,5 MeV. Dugo je bilo nejasno kako čestice odlijeću iz identičnih atoma istog elementa različitim brzinama. Kad je struktura atoma i atomske jezgre postala jasna, pojavila se nova misterija: odakle dolaze β-čestice koje bježe iz jezgre - uostalom, u jezgri nema elektrona. Nakon što je engleski fizičar James Chadwick otkrio neutron 1932. godine, ruski fizičari Dmitry Dmitrievich Ivanenko (1904. – 1994.) i Igor Evgenievich Tamm te neovisno o njima njemački fizičar Werner Heisenberg sugerirali su da se atomske jezgre sastoje od protona i neutrona. U ovom slučaju, β-čestice bi trebale nastati kao rezultat intranuklearnog procesa pretvaranja neutrona u proton i elektron: n → p + e. Masa neutrona malo je veća od ukupne mase protona i elektrona, što je višak mase, u skladu s Einsteinovom formulom E = mc 2, daje kinetičku energiju elektrona koji izlazi iz jezgre, stoga se β-raspad opaža uglavnom u jezgrama s viškom neutrona. Na primjer, nuklid 226 Ra je α-emiter, a svi teži izotopi radija (227 Ra, 228 Ra, 229 Ra i 230 Ra) su β-emiteri.

Ostalo je otkriti zašto β-čestice, za razliku od α-čestica, imaju kontinuirani energetski spektar, što je značilo da neke od njih imaju vrlo nisku, a druge vrlo visoku energiju (i pritom se kreću brzinom bliskom brzina svjetlosti). Štoviše, ukupna energija svih tih elektrona (mjerena je kalorimetrom) pokazala se manjom od razlike u energiji izvorne jezgre i produkta njenog raspada. Fizičari su se ponovno suočili s "kršenjem" zakona održanja energije: dio energije izvorne jezgre nestao je na nepoznatom mjestu. Nepokolebljivi fizikalni zakon "spasio" je 1931. švicarski fizičar Wolfgang Pauli, koji je sugerirao da tijekom β-raspada dvije čestice izlete iz jezgre: elektron i hipotetska neutralna čestica - neutrino mase gotovo nula, koja odnosi višak energije. Kontinuirani spektar β-zračenja objašnjava se raspodjelom energije između elektrona i ove čestice. Neutrini (kako se kasnije ispostavilo, tzv. elektronski antineutrino nastaje tijekom beta raspada) vrlo slabo djeluju na materiju (na primjer, lako probijaju promjer globusa, pa čak i golemu zvijezdu) i stoga nisu otkriveni tijekom dugo vremena - eksperimentalno slobodni neutrini registrirani su tek 1956. Dakle, rafinirana shema beta raspada je sljedeća: n → p +. Kvantitativnu teoriju β-raspada, temeljenu na Paulijevim idejama o neutrinima, razvio je 1933. talijanski fizičar Enrico Fermi, koji je također predložio naziv neutrino (na talijanskom "neutron").

Transformacija neutrona u proton tijekom beta raspada praktički ne mijenja masu nuklida, ali povećava naboj jezgre za jedinicu. Posljedično, formira se novi element, pomaknut jednu ćeliju udesno u periodnom sustavu, na primjer: →, →, → itd. (istovremeno iz jezgre izlete elektron i antineutrino).

2. Ostale vrste radioaktivnosti

Osim alfa i beta raspada, poznate su i druge vrste spontanih radioaktivnih transformacija. Godine 1938. američki fizičar Louis Walter Alvarez otkrio je treću vrstu radioaktivne transformacije – zarobljavanje elektrona (E-capture). U tom slučaju jezgra hvata elektron iz energetske ljuske koja joj je najbliža (K-ljuska). Kada elektron međudjeluje s protonom, nastaje neutron, a neutrino izleti iz jezgre, odnoseći višak energije. Transformacija protona u neutron ne mijenja masu nuklida, ali smanjuje naboj jezgre za jedinicu. Posljedično, nastaje novi element koji se nalazi jednu ćeliju ulijevo u periodnom sustavu, na primjer, dobiva se stabilni nuklid (u ovom primjeru je Alvarez otkrio ovu vrstu radioaktivnosti).

Prilikom K-hvatanja u elektronsku ljusku atoma, elektron s više energetske razine “spušta se” na mjesto nestalog elektrona, višak energije se ili oslobađa u obliku X-zraka ili se troši na odlazak iz atom slabije vezanog jednog ili više elektrona - tzv. Augerovi elektroni , nazvani po francuskom fizičaru Pierreu Augeru (1899. – 1993.), koji je otkrio ovaj efekt 1923. (koristio se ionizirajućim zračenjem za izbacivanje unutarnjih elektrona).

Godine 1940. Georgij Nikolajevič Flerov (1913. – 1990.) i Konstantin Antonovič Petržak (1907. – 1998.) na primjeru urana otkrili su spontanu fisiju, u kojoj se nestabilna jezgra raspada na dvije lakše jezgre, čije se mase ne razlikuju mnogo. mnogo, na primjer: → + + 2n. Ova vrsta raspada uočena je samo kod urana i težih elemenata - ukupno više od 50 nuklida. U slučaju urana, spontana fisija događa se vrlo sporo: prosječni životni vijek atoma 238 U je 6,5 milijardi godina. Godine 1938. njemački fizičar i kemičar Otto Hahn, austrijska radiokemičarka i fizičarka Lise Meitner (po njoj je nazvan element Mt - meitnerium) i njemački fizikalni kemičar Fritz Strassmann (1902. – 1980.) otkrili su da jezgre urana pri bombardiranju neutronima dijele se na fragmente, a oni emitirani iz neutrona mogu izazvati fisiju susjednih jezgri urana, što dovodi do lančane reakcije). Taj proces prati oslobađanje ogromne (u usporedbi s kemijskim reakcijama) energije, što je dovelo do stvaranja nuklearnog oružja i izgradnje nuklearnih elektrana.

Godine 1934. kći Marie Curie Irène Joliot-Curie i njezin suprug Frédéric Joliot-Curie otkrili su raspad pozitrona. U tom se procesu jedan od protona jezgre pretvara u neutron i antielektron (pozitron) - česticu iste mase, ali pozitivno nabijenu; istovremeno neutrino izleti iz jezgre: p → n + e + + 238. Masa jezgre se ne mijenja, ali dolazi do pomaka, za razliku od β – raspada, ulijevo, β+ raspad karakterističan je za jezgre s višak protona (tzv. jezgre s nedostatkom neutrona). Tako su aktivni teški izotopi kisika 19 O, 20 O i 21 O β -, a njegovi laki izotopi 14 O i 15 O β +, npr.: 14 O → 14 N + e + + 238. Poput antičestica pozitroni se odmah uništavaju (anihiliraju) kada se susretnu s elektronima uz stvaranje dva γ kvanta. Raspad pozitrona često se natječe s K-hvatanjem.

Godine 1982. otkrivena je protonska radioaktivnost: emisija protona od strane jezgre (to je moguće samo za neke umjetno proizvedene jezgre s viškom energije). Godine 1960. fizikalni kemičar Vitaly Iosifovich Goldansky (1923. – 2001.) teorijski je predvidio dvoprotonsku radioaktivnost: izbacivanje dvaju protona s uparenim spinovima iz jezgre. Prvi put je primijećena 1970. Radioaktivnost s dva neutrona također se vrlo rijetko opaža (otkrivena 1979.).

Godine 1984. otkrivena je klasterna radioaktivnost (od engleskog cluster - hrpa, roj). U ovom slučaju, za razliku od spontane fisije, jezgra se raspada na fragmente s vrlo različitim masama, na primjer, iz teške jezgre izlete jezgre s masama od 14 do 34. Raspad klastera također se opaža vrlo rijetko, a to je učinilo teško otkriti na duže vrijeme.

Neke jezgre mogu se raspadati u različitim smjerovima. Na primjer, 221 Rn raspada se 80% s emisijom α-čestica i 20% s β-česticama; mnogi izotopi elemenata rijetkih zemalja (137 Pr, 141 Nd, 141 Pm, 142 Sm itd.) raspadaju se ili hvatanjem elektrona ili s emisijom pozitrona. Razne vrste radioaktivnog zračenja često (ali ne uvijek) prate γ-zračenje. To se događa jer rezultirajuća jezgra može imati višak energije, od koje se oslobađa emitiranjem gama zraka. Energija γ-zračenja nalazi se u širokom rasponu, na primjer, tijekom raspada 226 Ra iznosi 0,186 MeV, a tijekom raspada 11 Be doseže 8 MeV.

Gotovo 90% od poznatih 2500 atomskih jezgri je nestabilno. Nestabilna jezgra spontano se pretvara u druge jezgre, emitirajući čestice. Ovo svojstvo jezgri naziva se radioaktivnost. U velikim jezgrama nestabilnost nastaje zbog natjecanja između privlačenja nukleona nuklearnim silama i Coulombovog odbijanja protona. Ne postoje stabilne jezgre s nabojnim brojem Z > 83 i masenim brojem A > 209. Ali atomske jezgre sa znatno nižim vrijednostima brojeva Z i A također mogu biti radioaktivne. Ako jezgra sadrži znatno više protona nego neutrona, tada je nestabilnost uzrokovana viškom energije Coulombove interakcije . Jezgre koje bi sadržavale veliki višak neutrona u odnosu na broj protona pokazuju se nestabilnima zbog činjenice da je masa neutrona veća od mase protona. Povećanje mase jezgre dovodi do povećanja njezine energije.

Fenomen radioaktivnosti otkrio je 1896. francuski fizičar A. Becquerel, koji je otkrio da soli urana emitiraju nepoznato zračenje koje može probiti barijere neprozirne za svjetlost i uzrokovati crnjenje fotografske emulzije. Dvije godine kasnije francuski fizičari M. i P. Curie otkrili su radioaktivnost torija i otkrili dva nova radioaktivna elementa - polonij i radij

Sljedećih su godina mnogi fizičari, uključujući E. Rutherforda i njegove učenike, proučavali prirodu radioaktivnog zračenja. Utvrđeno je da radioaktivne jezgre mogu emitirati čestice tri vrste: pozitivno i negativno nabijene te neutralne. Ove tri vrste zračenja nazvane su α-, β- i γ-zračenje. Ove tri vrste radioaktivnog zračenja međusobno se uvelike razlikuju po sposobnosti ioniziranja atoma tvari, a time i po sposobnosti prodora. α-zračenje ima najmanju prodornu sposobnost. U zraku u normalnim uvjetima, α-zrake putuju udaljenost od nekoliko centimetara. β-zrake mnogo manje apsorbiraju tvari. Oni mogu proći kroz sloj aluminija debljine nekoliko milimetara. γ-zrake imaju najveću sposobnost prodora, sposobne proći kroz sloj olova debljine 5-10 cm.

U drugom desetljeću 20. stoljeća, nakon otkrića E. Rutherforda o nuklearnoj strukturi atoma, čvrsto je utvrđeno da je radioaktivnost svojstvo atomskih jezgri. Istraživanja su pokazala da α-zrake predstavljaju tok α-čestica - jezgre helija, β-zrake su tok elektrona, γ-zrake su kratkovalno elektromagnetsko zračenje izrazito kratke valne duljine λ< 10 –10 м и вследствие этого – ярко выраженными корпускулярными свойствами, т.е. является потоком частиц – γ-квантов.

3. Alfa raspad

Alfa raspad je spontana transformacija atomske jezgre s brojem protona Z i neutrona N u drugu (kćer) jezgru koja sadrži broj protona Z – 2 i neutrona N – 2. U tom slučaju dolazi do emisije α čestice – jezgra atoma helija. Primjer takvog procesa je α-raspad radija: Alfa čestice koje emitiraju jezgre atoma radija koristio je Rutherford u pokusima raspršenja na jezgrama teških elemenata. Brzina α-čestica emitiranih tijekom α-raspada jezgri radija, mjerena prema zakrivljenosti putanje u magnetskom polju, je približno 1,5 10 7 m/s, a odgovarajuća kinetička energija je oko 7,5 10 –13 J ( približno 4. 8 MeV). Ova se vrijednost može lako odrediti iz poznatih vrijednosti masa jezgre majke i kćeri te jezgre helija. Iako je brzina bježeće α čestice ogromna, ona je još uvijek samo 5% brzine svjetlosti, pa se pri izračunu može koristiti nerelativistički izraz za kinetičku energiju. Istraživanje je pokazalo da radioaktivna tvar može emitirati alfa čestice s nekoliko diskretnih energija. To se objašnjava činjenicom da jezgre mogu biti, kao i atomi, u različitim pobuđenim stanjima. Jezgra kćer može završiti u jednom od ovih pobuđenih stanja tijekom α raspada.

Tijekom naknadnog prijelaza ove jezgre u osnovno stanje, emitira se γ-kvant. Dijagram α-raspada radija s emisijom α-čestica s dvije vrijednosti kinetičke energije prikazan je na slici 2. Stoga je α-raspad jezgri u mnogim slučajevima popraćen γ-zračenjem.

U teoriji α-raspada pretpostavlja se da unutar jezgri mogu nastati skupine koje se sastoje od dva protona i dva neutrona, tj. α čestica. Matična jezgra je potencijalna jama za α čestice, koja je ograničena potencijalnom barijerom. Energija α čestice u jezgri nije dovoljna za prevladavanje ove barijere (slika 3). Bijeg alfa čestice iz jezgre moguć je samo zahvaljujući kvantnomehaničkom fenomenu koji se naziva efekt tuneliranja. Prema kvantnoj mehanici, postoji različita od nule vjerojatnost da čestica prođe ispod potencijalne barijere. Fenomen tuneliranja je probabilističke prirode.

4. Beta raspad

Tijekom beta raspada, elektron se izbacuje iz jezgre. Elektroni ne mogu postojati unutar jezgre, oni nastaju tijekom beta raspada kao rezultat transformacije neutrona u proton. Ovaj se proces može dogoditi ne samo unutar jezgre, već i sa slobodnim neutronima. Prosječno vrijeme života slobodnog neutrona je oko 15 minuta. Tijekom raspada neutron se pretvara u proton i elektron

Mjerenja su pokazala da u ovom procesu postoji očito kršenje zakona održanja energije, budući da je ukupna energija protona i elektrona koja nastaje raspadom neutrona manja od energije neutrona. Godine 1931. W. Pauli je predložio da se tijekom raspada neutrona oslobađa još jedna čestica s nula mase i naboja, koja oduzima dio energije. Nova se čestica naziva neutrino (mali neutron). Zbog nedostatka naboja i mase neutrina, ova čestica vrlo slabo stupa u interakciju s atomima tvari, pa ju je izuzetno teško detektirati u pokusima. Ionizacijska sposobnost neutrina toliko je mala da se jedan događaj ionizacije u zraku događa otprilike 500 km puta. Ova je čestica otkrivena tek 1953. Sada je poznato da postoji nekoliko vrsta neutrina. Pri raspadu neutrona nastaje čestica koja se naziva elektronski antineutrino. Označeno je simbolom . Stoga je reakcija raspada neutrona zapisana u obliku

Sličan proces se događa unutar jezgre tijekom β-raspada. Elektron nastao kao rezultat raspada jednog od nuklearnih neutrona odmah se izbacuje iz "roditeljskog doma" (jezgre) ogromnom brzinom, koja se od brzine svjetlosti može razlikovati samo za djelić postotka. Budući da je raspodjela energije oslobođene tijekom β-raspada između elektrona, neutrina i jezgre kćeri nasumična, β-elektroni mogu imati različite brzine u širokom rasponu.

Tijekom β-raspada broj naboja Z raste za jedan, ali maseni broj A ostaje nepromijenjen. Ispostavilo se da je jezgra kćer jezgra jednog od izotopa elementa, čiji je serijski broj u periodnom sustavu jedan veći od rednog broja izvorne jezgre. Tipičan primjer β-raspada je transformacija torijevog izotona koji nastaje α-raspadom urana u paladij

5. Gama raspad

Za razliku od α- i β-radioaktivnosti, γ-radioaktivnost jezgri nije povezana s promjenom unutarnje strukture jezgre i nije popraćena promjenom broja naboja ili mase. I tijekom α- i β-raspada, jezgra kćer se može naći u nekom pobuđenom stanju i imati višak energije. Prijelaz jezgre iz pobuđenog stanja u osnovno stanje popraćen je emisijom jednog ili više γ kvanta, čija energija može doseći nekoliko MeV.

6. Zakon radioaktivnog raspada

Svaki uzorak radioaktivne tvari sadrži ogroman broj radioaktivnih atoma. Budući da je radioaktivni raspad slučajne prirode i ne ovisi o vanjskim uvjetima, zakon smanjenja broja N(t) jezgri koje se nisu raspale do određenog vremena t može poslužiti kao važna statistička karakteristika procesa radioaktivnog raspada.

Neka se broj neraspadnutih jezgri N(t) promijeni za ΔN u kratkom vremenskom razdoblju Δt< 0. Так как вероятность распада каждого ядра неизменна во времени, что число распадов будет пропорционально количеству ядер N(t) и промежутку времени Δt:

Koeficijent proporcionalnosti λ je vjerojatnost nuklearnog raspada u vremenu Δt = 1 s. Ova formula znači da je brzina promjene funkcije N(t) izravno proporcionalna samoj funkciji.

gdje je N 0 početni broj radioaktivnih jezgri pri t = 0. Tijekom vremena τ = 1 / λ broj neraspadnutih jezgri će se smanjiti za e ≈ 2,7 puta. Vrijednost τ naziva se prosječnim životnim vijekom radioaktivne jezgre.

Za praktičnu upotrebu, prikladno je napisati zakon radioaktivnog raspada u drugom obliku, koristeći broj 2 umjesto e kao osnovu:

Vrijednost T naziva se poluvrijeme raspada. Tijekom vremena T raspada se polovica prvobitnog broja radioaktivnih jezgri. Veličine T i τ povezane su relacijom

Vrijeme poluraspada glavna je veličina koja karakterizira brzinu radioaktivnog raspada. Što je poluživot kraći, raspad je intenzivniji. Dakle, za uran T ≈ 4,5 milijardi godina, a za radij T ≈ 1600 godina. Stoga je aktivnost radija puno veća od aktivnosti urana. Postoje radioaktivni elementi s vremenom poluraspada od djelića sekunde.

Tijekom α- i β-radioaktivnog raspada, jezgra kćer također može postati nestabilna. Stoga je moguć niz uzastopnih radioaktivnih raspada koji završavaju stvaranjem stabilnih jezgri. U prirodi postoji nekoliko takvih serija. Najduži je niz koji se sastoji od 14 uzastopnih raspada (8 alfa raspada i 6 beta raspada). Ovaj niz završava stabilnim izotopom olova (slika 5).

U prirodi postoji još nekoliko radioaktivnih serija sličnih seriji. Poznat je i niz koji počinje s neptunijem, koji se ne nalazi u prirodnim uvjetima, a završava s bizmutom. Ovaj niz radioaktivnih raspada događa se u nuklearnim reaktorima.

Pravilo ofseta. Pravilo pomaka točno određuje koje transformacije kemijski element prolazi kada emitira radioaktivno zračenje.

7. Radioaktivne serije

Pravilo pomaka omogućilo je praćenje transformacija prirodnih radioaktivnih elemenata i od njih izgraditi tri obiteljska stabla, čiji su preci uran-238, uran-235 i torij-232. Svaka obitelj počinje s iznimno dugovječnim radioaktivnim elementom. Porodicu urana, na primjer, predvodi uran s masenim brojem 238 i vremenom poluraspada 4,5·10 9 godina (u tablici 1, u skladu s izvornim nazivom, označen kao uran I).

Tablica 1. Radioaktivna skupina urana
Radioaktivni element Z Kemijski element A

Vrsta zračenja

Pola zivota
Uran I 92 Uran 238  4,510 9 godina
Uran X 1 90 torij 234  24,1 dan
Uran X 2
Uran Z

Protaktinijum

Protaktinijum

  – (99,88%)
 (0,12%)
Uran II 92 Uran 234  2,510 5 godina
ionij 90 torij 230  810 4 godine
Radij 88 Radij 226  1620 godina
Radon 86 Radon 222  3,8 dana
Radij A 84 Polonij 218  3,05 min
Radij B 82 voditi 214  26,8 min
83
83 		Bizmut
Bizmut		 214
214

 (99,96%)

(0,04%)
Radij C 84 Polonij 214  1,610 –4 s
Radij C 81 Talij 210  1,3 min
Radij D 82 voditi 210  25 godina
Radij E 83 Bizmut 210  4,85 dana
Radij F 84 Polonij 210  138 dana
Radij G 82 voditi 206 Stabilan

Obitelj urana. Većina gore spomenutih svojstava radioaktivnih transformacija može se pratiti do elemenata obitelji urana. Na primjer, treći član obitelji pokazuje nuklearni izomerizam. Uran X 2, emitirajući beta čestice, prelazi u uran II (T = 1,14 min). To odgovara beta raspadu pobuđenog stanja protaktinija-234. Međutim, u 0,12% slučajeva pobuđeni protaktinij-234 (uran X 2) emitira gama kvant i prelazi u osnovno stanje (uran Z). Beta raspad urana Z, koji također dovodi do stvaranja urana II, događa se za 6,7 ​​sati.

Radij C je zanimljiv jer se može raspasti na dva načina: emitirajući alfa ili beta česticu. Ovi se procesi međusobno natječu, no u 99,96% slučajeva dolazi do beta raspada uz nastanak radija C. U 0,04% slučajeva radij C emitira alfa česticu i prelazi u radij C (RaC). S druge strane, RaC i RaC pretvaraju se u radij D emisijom alfa odnosno beta čestica.

Izotopi. Među članovima obitelji urana postoje oni čiji atomi imaju isti atomski broj (isti nuklearni naboj) i različite masene brojeve. Oni su identični po kemijskim svojstvima, ali se razlikuju po prirodi radioaktivnosti. Na primjer, radij B, radij D i radij G, koji imaju isti atomski broj 82 kao i olovo, slični su olovu po kemijskom ponašanju. Očito je da kemijska svojstva ne ovise o masenom broju; oni su određeni strukturom elektronskih ljuski atoma (dakle, Z). S druge strane, maseni broj je kritičan za nuklearnu stabilnost radioaktivnih svojstava atoma. Atomi s istim atomskim brojem i različitim masenim brojevima nazivaju se izotopi. Izotope radioaktivnih elemenata otkrio je F. Soddy 1913. godine, no ubrzo je F. Aston pomoću spektroskopije mase dokazao da i mnogi stabilni elementi imaju izotope.

8. Djelovanje radioaktivnog zračenja na čovjeka

Radioaktivno zračenje svih vrsta (alfa, beta, gama, neutroni), kao i elektromagnetsko zračenje (X-zrake) imaju vrlo jak biološki učinak na žive organizme, koji se sastoji u procesima ekscitacije i ionizacije atoma i molekula koji stvaraju gore žive stanice. Pod utjecajem ionizirajućeg zračenja dolazi do uništavanja složenih molekula i staničnih struktura, što dovodi do radijacijskog oštećenja organizma. Stoga je pri radu s bilo kojim izvorom zračenja potrebno poduzeti sve mjere zaštite osoba koje bi mogle biti izložene zračenju.

Međutim, osoba može biti izložena ionizirajućem zračenju kod kuće. Inertni, bezbojni, radioaktivni plin radon može predstavljati ozbiljnu opasnost za ljudsko zdravlje. Kao što se može vidjeti iz dijagrama prikazanog na slici 5, radon je proizvod α-raspada radija i ima vrijeme poluraspada T = 3,82 dana. Radij se u malim količinama nalazi u tlu, kamenju i raznim građevinskim strukturama. Unatoč relativno kratkom vijeku trajanja, koncentracija radona se kontinuirano obnavlja zbog novih raspada jezgri radija, pa se radon može akumulirati u zatvorenim prostorima. Kad uđe u pluća, radon emitira α-čestice i pretvara se u polonij, koji nije kemijski inertna tvar. Slijedi lanac radioaktivnih transformacija serije urana (slika 5). Prema Američkoj komisiji za sigurnost i kontrolu zračenja, prosječna osoba prima 55% ionizirajućeg zračenja od radona i samo 11% od medicinske skrbi. Doprinos kozmičkih zraka je približno 8%. Ukupna doza zračenja koju čovjek primi tijekom života višestruko je manja od najveće dopuštene doze (MAD) koja je utvrđena za osobe određenih profesija koje su dodatno izložene ionizirajućem zračenju.

9. Primjena radioaktivnih izotopa

Jedno od najistaknutijih istraživanja provedenih korištenjem "označenih atoma" bilo je proučavanje metabolizma u organizmima. Dokazano je da se u relativno kratkom vremenu tijelo gotovo potpuno obnavlja. Atomi koji ga čine zamijenjeni su novima. Samo je željezo, kako su pokazali pokusi istraživanja izotopa krvi, iznimka od ovog pravila. Željezo je dio hemoglobina crvenih krvnih stanica. Kada su radioaktivni atomi željeza uvedeni u hranu, otkriveno je da je slobodni kisik koji se oslobađa tijekom fotosinteze izvorno bio dio vode, a ne ugljičnog dioksida. Radioaktivni izotopi koriste se u medicini kako za dijagnostiku tako i za terapijske svrhe. Radioaktivni natrij, ubrizgan u malim količinama u krv, koristi se za proučavanje cirkulacije krvi, jod se intenzivno taloži u štitnjači, osobito kod Gravesove bolesti. Promatranjem taloženja radioaktivnog joda pomoću mjerača, dijagnoza se može postaviti brzo. Velike doze radioaktivnog joda uzrokuju djelomično uništenje abnormalno razvijenih tkiva, pa se radioaktivni jod koristi za liječenje Gravesove bolesti. Intenzivno kobaltno gama zračenje koristi se u liječenju raka (cobalt gun).

Ništa manje široke nisu primjene radioaktivnih izotopa u industriji. Jedan primjer za to je sljedeća metoda za praćenje istrošenosti klipnih prstenova u motorima s unutarnjim izgaranjem. Ozračivanjem klipnog prstena neutronima izazivaju nuklearne reakcije u njemu i čine ga radioaktivnim. Kada motor radi, čestice materijala prstena ulaze u ulje za podmazivanje. Ispitivanjem razine radioaktivnosti u ulju nakon određenog vremena rada motora utvrđuje se istrošenost prstena. Radioaktivni izotopi omogućuju prosuđivanje difuzije metala, procesa u visokim pećima itd.

Snažno gama zračenje iz radioaktivnih lijekova koristi se za ispitivanje unutarnje strukture metalnih odljevaka kako bi se otkrili nedostaci u njima.

Radioaktivni izotopi se sve više koriste u poljoprivredi. Ozračivanje sjemena biljaka (pamuk, kupus, rotkvice itd.) malim dozama gama zraka iz radioaktivnih lijekova dovodi do zamjetnog povećanja prinosa. Velike doze zračenja uzrokuju mutacije biljaka i mikroorganizama, što u nekim slučajevima dovodi do pojave mutanata s novim vrijednim svojstvima (radio selekcija).Tako su razvijene vrijedne sorte pšenice, graha i drugih usjeva, te visokoproduktivni mikroorganizmi koji se koriste u proizvodnji antibiotika. Gama zračenje iz radioaktivnih izotopa također se koristi za borbu protiv štetnih insekata i za očuvanje hrane. "Označeni atomi" naširoko se koriste u poljoprivrednoj tehnologiji. Na primjer, kako bi se otkrilo koje fosforno gnojivo bolje apsorbira biljke, različita gnojiva su označena radioaktivnim fosforom 15 32 P. Istraživanje Zatim se biljke testiraju na radioaktivnost, te se može odrediti količina fosfora koju su apsorbirale iz različitih vrsta gnojiva.

Zanimljiva primjena radioaktivnosti je metoda datiranja arheoloških i geoloških nalaza koncentracijom radioaktivnih izotopa. Najčešće korištena metoda datiranja je radiokarbonsko datiranje. Nestabilan izotop ugljika pojavljuje se u atmosferi zbog nuklearnih reakcija izazvanih kozmičkim zrakama. Mali postotak ovog izotopa nalazi se u zraku zajedno s uobičajenim stabilnim izotopom.Biljke i drugi organizmi preuzimaju ugljik iz zraka i akumuliraju oba izotopa u istim omjerima kao u zraku. Nakon što biljke uginu, one prestaju trošiti ugljik i nestabilni izotop postupno se pretvara u dušik kao rezultat β-raspada s vremenom poluraspada od 5730 godina. Preciznim mjerenjem relativne koncentracije radioaktivnog ugljika u ostacima drevnih organizama može se odrediti vrijeme njihove smrti.


Popis korištene literature

1. Doktrina radioaktivnosti. Povijest i suvremenost. M. Nauka, 1973. 2. Nuklearno zračenje u znanosti i tehnici. M. Nauka, 1984 Furman V. I. 3. Alfa raspad i povezane nuklearne reakcije. M. Nauka, 1985

4. Landsberg G.S. Osnovni udžbenik fizike. svezak III. – M.: Nauka, 19865. Seleznev Yu A. Osnove elementarne fizike. –M.: Nauka, 1964.6. CD ROM "Velika enciklopedija Ćirila i Metoda", 1997.

7. Curie M., Radioaktivnost, prev. s francuskog, 2. izd., M. - L., 1960

8. Murin A.N., Uvod u radioaktivnost, Lenjingrad, 1955.

9. Davydov A.S., Teorija atomske jezgre, M., 1958.

10. Gaisinsky M.N., Nuklearna kemija i njezine primjene, trans. s francuskog, M., 1961

11. Eksperimentalna nuklearna fizika, ur. E. Segre, prev. s engleskog, vol. 3, M., 1961; INTERNET alati

Slajd 2

U biologiji i medicini - u industriji - u poljoprivredi - u arheologiji

Slajd 3

Izotopi u medicini i biologiji

  • Slajd 4

    Tablica 1. Glavne karakteristike radionuklida - γ-emitera za upotrebu u dijagnostičke svrhe

    Slajd 5

    Slajd 6

    Co60 se koristi za liječenje zloćudnih tumora koji se nalaze i na površini i unutar tijela. Za liječenje površinski smještenih tumora (primjerice rak kože) kobalt se koristi u obliku cjevčica koje se apliciraju na tumor ili u obliku igala koje se u njega ubrizgavaju. Epruvete i igle koje sadrže radiokobalt drže se u tom položaju dok se tumor ne uništi. U ovom slučaju, zdravo tkivo koje okružuje tumor ne bi trebalo mnogo patiti. Ako je tumor smješten duboko u tijelu (rak želuca ili pluća), koriste se posebni γ-uređaji koji sadrže radioaktivni kobalt. Ova instalacija stvara uzak, vrlo snažan snop γ-zraka, koji se usmjerava na mjesto gdje se nalazi tumor. Zračenje ne uzrokuje bol, pacijenti ga ne osjećaju.

    Slajd 7

    Digitalna radiografska kamera za fluorografske aparate KRTS 01-"PONI"

    Slajd 8

    Mamograf je moderan mamografski sustav, niske doze zračenja i visoke rezolucije, koji daje kvalitetne slike dojke neophodne za točnu dijagnozu

    Slajd 9

    Digitalni fluorografski uređaj FC-01 "Electron" namijenjen je provođenju masovnih preventivnih rendgenskih pregleda stanovništva radi pravovremenog otkrivanja tuberkuloze, karcinoma i drugih plućnih bolesti s niskom izloženošću zračenju.

    Slajd 10

    kompjutorizirani tomograf Kompjuterizirana tomografija je metoda sloj-po-sloja rendgenskog pregleda organa i tkiva. Temelji se na računalnoj obradi više rendgenskih slika poprečnog sloja snimljenih pod različitim kutovima.

    Slajd 11

    Brahiterapija nije radikalna, već gotovo ambulantna operacija, tijekom koje u zahvaćeni organ ubrizgavamo zrnca titana koja sadrže izotop. Ovaj radioaktivni nuklid ubija tumor do smrti. U Rusiji za sada samo četiri klinike izvode takve operacije, od kojih su dvije u Moskvi, Obninsku i Jekaterinburgu, iako zemlji treba 300-400 centara u kojima se koristi brahiterapija.

    Slajd 12

    Izotopi u industriji

  • Slajd 13

    Kontrola istrošenosti klipnih prstenova u motorima s unutarnjim izgaranjem. Ozračivanjem klipnog prstena neutronima izazivaju nuklearne reakcije u njemu i čine ga radioaktivnim. Kada motor radi, čestice materijala prstena ulaze u ulje za podmazivanje. Ispitivanjem razine radioaktivnosti u ulju nakon određenog vremena rada motora utvrđuje se istrošenost prstena.

    Slajd 14

    Snažno y-zračenje lijekova koristi se za proučavanje unutarnje strukture metalnih odljevaka kako bi se otkrili nedostaci u njima.

    Slajd 15

    Radioaktivni materijali omogućuju prosuđivanje difuzije materijala, procesa u visokim pećima itd.

    Slajd 16

    Izotopi u poljoprivredi

  • Slajd 17

    Zračenje sjemena biljaka (pamuk, kupus, rotkvice itd.) malim dozama y-zraka iz radioaktivnih lijekova dovodi do značajnog povećanja prinosa.

    Slajd 18

    Velike doze zračenja uzrokuju mutacije u biljkama i mikroorganizmima, što u nekim slučajevima dovodi do pojave mutanata s novim vrijednim svojstvima (radio selekcija). Tako su nastale vrijedne sorte pšenice, graha i drugih usjeva. Tako su razvijene vrijedne sorte pšenice, graha i drugih usjeva te su dobiveni visokoproduktivni mikroorganizmi koji se koriste u proizvodnji antibiotika.

    Slajd 19

    Gama zračenje radioaktivnih izotopa također se koristi za kontrolu štetnih insekata i za konzerviranje hrane.

    Slajd 20

    Izotopi u arheologiji

  • Slajd 21

    Metoda radioaktivnog ugljika dobila je zanimljivu primjenu za određivanje starosti starih predmeta organskog podrijetla (drvo, ugljen, tkanine itd.). Biljke uvijek sadrže B-radioaktivni izotop ugljika 166C s vremenom poluraspada od T=5700 godina. Nastaje u Zemljinoj atmosferi u malim količinama iz dušika pod utjecajem neutrona. Potonji nastaju zbog nuklearnih reakcija uzrokovanih brzim česticama koje ulaze u atmosferu iz svemira (kozmičke zrake). Spajajući se s kisikom, ovaj ugljik stvara ugljični dioksid koji apsorbiraju biljke, a preko njih i životinje. Jedan gram ugljika iz mladih šumskih uzoraka emitira oko petnaest B čestica u sekundi.

    Slajd 22

    Nakon smrti organizma prestaje njegovo obnavljanje radioaktivnim ugljikom. Dostupna količina ovog izotopa smanjuje se zbog radioaktivnosti. Određivanjem postotka radioaktivnog ugljika u organskim ostacima moguće je odrediti njihovu starost ako je u rasponu od 1000 do 50 000 pa čak i do 100 000 godina. Na taj se način zna starost egipatskih mumija, ostataka prapovijesnih požara itd.

    Pogledaj sve slajdove

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

    Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

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

    Državna autonomna obrazovna ustanova

    srednje strukovno obrazovanje -

    Novokuybyshevsk State College of Humanities and Technology

    Esej

    po disciplini:"Kemija"

    tema: “Primjena radioaktivnih izotopa u tehnici”

    Grazhdankina Daria Igorevna

    Studenti 1. godine grupa 16

    specijalnost 230115

    2013

    1. Što su izotopi i njihova proizvodnja

    Bibliografija

    radioaktivni izotop atom otkrivanje grešaka

    1. Što su izotopi?

    Izotopi su varijante bilo kojeg kemijskog elementa u periodnom sustavu D.I. Mendeljejev, koji imaju različite atomske težine. Različiti izotopi bilo kojeg kemijskog elementa imaju isti broj protona u jezgri i isti broj elektrona na ljuskama atoma, imaju isti atomski broj i zauzimaju određena mjesta u D.I.-tablici, karakteristična za određeni kemijski element. Mendeljejev. Razlika u atomskoj težini između izotopa objašnjava se činjenicom da jezgre njihovih atoma sadrže različit broj neutrona.

    Radioaktivni izotopi su izotopi bilo kojeg elementa periodnog sustava D. I. Mendeljejeva, čiji atomi imaju nestabilne jezgre i prelaze u stabilno stanje putem radioaktivnog raspada praćenog zračenjem. Za elemente s atomskim brojevima većim od 82, svi izotopi su radioaktivni i raspadaju se alfa ili beta raspadom. To su takozvani prirodni radioaktivni izotopi, koji se obično nalaze u prirodi. Atomi nastali tijekom raspada ovih elemenata, ako imaju atomski broj iznad 82, zauzvrat prolaze kroz radioaktivni raspad, čiji proizvodi također mogu biti radioaktivni. Ispostavilo se da je to sekvencijalni lanac, ili takozvana obitelj radioaktivnih izotopa. Postoje tri poznate prirodne radioaktivne obitelji, nazvane po prvom elementu niza, obitelji urana, torija i aktinouranija (ili aktinija). Porodica urana uključuje radij i radon. Posljednji element svakog niza pretvara se raspadom u jedan od stabilnih izotopa olova s ​​rednim brojem 82. Osim ovih obitelji, poznati su i određeni prirodni radioaktivni izotopi elemenata s rednim brojevima manjim od 82. To su kalij- 40 i neki drugi. Od njih je važan kalij-40, jer se nalazi u bilo kojem živom organizmu.

    Radioaktivni izotopi svih kemijskih elemenata mogu se dobiti umjetnim putem.

    Postoji nekoliko načina da ih dobijete. Radioaktivni izotopi elemenata kao što su stroncij, jod, brom i drugi, koji zauzimaju srednja mjesta u periodnom sustavu, fisijski su produkti jezgre urana. Iz mješavine takvih proizvoda dobivenih u nuklearnom reaktoru, oni se izoliraju radiokemijskim i drugim metodama. Radioaktivni izotopi gotovo svih elemenata mogu se proizvesti u akceleratoru čestica bombardiranjem određenih stabilnih atoma protonima ili deuteronima. Uobičajena metoda proizvodnje radioaktivnih izotopa iz stabilnih izotopa istog elementa je njihovo ozračivanje neutronima u nuklearnom reaktoru. Metoda se temelji na takozvanoj reakciji hvatanja zračenja. Ako je tvar ozračena neutronima, potonji, bez naboja, mogu slobodno pristupiti jezgri atoma i, takoreći, "zalijepiti" se za nju, tvoreći novu jezgru istog elementa, ali s jednim dodatnim neutronom. Pri tome se oslobađa određena količina energije u obliku gama zračenja, zbog čega se proces naziva hvatanje zračenja. Jezgre s viškom neutrona su nestabilne, pa je nastali izotop radioaktivan. Uz rijetke iznimke, na ovaj se način mogu dobiti radioaktivni izotopi bilo kojeg elementa.

    Kada se izotop raspadne, može nastati izotop koji je također radioaktivan. Na primjer, stroncij-90 pretvara se u itrij-90, barij-140 u lantan-140 itd.

    Transuranijevi elementi nepoznati u prirodi s rednim brojem većim od 92 (neptunij, plutonij, americij, kurij itd.), čiji su svi izotopi radioaktivni, dobiveni su umjetnim putem. Iz jedne od njih nastaje još jedna radioaktivna obitelj - obitelj neptunija.

    Tijekom rada reaktora i akceleratora dolazi do stvaranja radioaktivnih izotopa u materijalima i dijelovima ovih instalacija i okolne opreme. Ova "inducirana aktivnost", koja traje duže ili manje dugo nakon prestanka rada postrojenja, predstavlja nepoželjan izvor zračenja. Inducirana aktivnost događa se iu živom organizmu izloženom neutronima, primjerice tijekom nesreće ili atomske eksplozije.

    Aktivnost radioaktivnih izotopa mjeri se jedinicama kirija ili njegovih derivata - milikuri i mikrokiri.

    Po kemijskim i fizikalno-kemijskim svojstvima radioaktivni izotopi praktički se ne razlikuju od prirodnih elemenata; njihovo miješanje s bilo kojom tvari ne mijenja njezino ponašanje u živom organizmu.

    Tako označenim atomima moguće je zamijeniti stabilne izotope u raznim kemijskim spojevima. Svojstva potonjih se zbog toga neće promijeniti, a ako se unesu u tijelo, ponašat će se kao obične, neoznačene tvari. No, zahvaljujući zračenju, lako je detektirati njihovu prisutnost u krvi, tkivima, stanicama itd. Radioaktivni izotopi u tim tvarima tako služe kao pokazatelji, odnosno pokazatelji raspodjele i sudbine tvari unesenih u tijelo. Zato se zovu "radioaktivni tragači". Razni anorganski i organski spojevi obilježeni različitim radioaktivnim izotopima sintetizirani su za radioizotopsku dijagnostiku i za razne eksperimentalne studije.

    2. Primjena radioaktivnih izotopa u tehnici

    Jedno od najistaknutijih istraživanja provedenih korištenjem "označenih atoma" bilo je proučavanje metabolizma u organizmima. Dokazano je da se u relativno kratkom vremenu tijelo gotovo potpuno obnavlja. Atomi koji ga čine zamijenjeni su novima. Samo je željezo, kako su pokazali pokusi istraživanja izotopa krvi, iznimka od ovog pravila. Željezo je dio hemoglobina crvenih krvnih stanica. Kada su radioaktivni atomi željeza uvedeni u hranu, otkriveno je da je slobodni kisik koji se oslobađa tijekom fotosinteze izvorno bio dio vode, a ne ugljičnog dioksida. Opseg primjene radioaktivnih izotopa u industriji je širok. Jedan primjer za to je sljedeća metoda za praćenje istrošenosti klipnih prstenova u motorima s unutarnjim izgaranjem. Ozračivanjem klipnog prstena neutronima izazivaju nuklearne reakcije u njemu i čine ga radioaktivnim. Kada motor radi, čestice materijala prstena ulaze u ulje za podmazivanje. Ispitivanjem razine radioaktivnosti u ulju nakon određenog vremena rada motora utvrđuje se istrošenost prstena. Radioaktivni izotopi omogućuju prosuđivanje difuzije metala, procesa u visokim pećima itd.

    Snažno gama zračenje iz radioaktivnih lijekova koristi se za ispitivanje unutarnje strukture metalnih odljevaka kako bi se otkrili nedostaci u njima.

    Radioaktivni izotopi koji emitiraju gama zrake mogu se koristiti umjesto glomaznih X-zraka za transiluminaciju proizvoda, budući da su svojstva gama zraka slična svojstvima X-zraka. S jedne strane proizvoda koji se testira postavlja se izvor gama zraka, a s druge strane fotografski film. Ova metoda ispitivanja naziva se gama detekcija grešaka. Na ovaj način trenutno se provjeravaju željezni i neželjezni odljevci, gotovi proizvodi (proizvodi od čelika do 300 mm debljine) i kvaliteta zavara. Uz pomoć radioaktivnih izotopa lako je u hodu i bez kontakta izmjeriti debljinu metalne trake ili valjanog limova i automatski održavati konstantnu debljinu. Izvor beta čestica nalazi se ispod pokretne trake koja izlazi ispod valjaka stroja. Promjena debljine trake dovodi dakle do promjene struje u mjeraču. Ova struja se pojačava i šalje ili na mjerni uređaj ili na automatski stroj, koji će trenutno približiti valjke ili ih, obrnuto, odmaknuti. Uređaji ove vrste također se koriste u industriji papira, gume i kože. Stvoreni su radioizotopni izvori električne energije. Oni koriste toplinu stvorenu u uzorku koji apsorbira zračenje. Uz pomoć termoelemenata ta se toplina pretvara u električnu struju. Izvor težak nekoliko kilograma daje snagu od nekoliko desetaka vata za 10 godina neprekidnog rada. Takvi se izvori koriste za napajanje automatskih svjetionika i automatskih meteoroloških stanica koje rade u teško dostupnim područjima. Snažniji izvori instalirani su na sovjetskim lunarnim roverima lansiranim na Mjesec. Pouzdano su radili na temperaturama od -140 do +120.

    Jedno od najistaknutijih istraživanja provedenih korištenjem "označenih atoma" bilo je proučavanje metabolizma u organizmima. Dokazano je da se u relativno kratkom vremenu tijelo gotovo potpuno obnavlja. Atomi koji ga čine zamijenjeni su novima. Samo je željezo, kako su pokazali pokusi istraživanja izotopa krvi, iznimka od ovog pravila. Željezo je dio hemoglobina crvenih krvnih stanica. Kada su radioaktivni atomi željeza uvedeni u hranu, otkriveno je da je slobodni kisik koji se oslobađa tijekom fotosinteze izvorno bio dio vode, a ne ugljičnog dioksida. Radioaktivni izotopi koriste se u medicini kako za dijagnostiku tako i za terapijske svrhe. Radioaktivni natrij, ubrizgan u malim količinama u krv, koristi se za proučavanje cirkulacije krvi, jod se intenzivno taloži u štitnjači, osobito kod Gravesove bolesti. Promatranjem taloženja radioaktivnog joda pomoću mjerača, dijagnoza se može postaviti brzo. Velike doze radioaktivnog joda uzrokuju djelomično uništenje abnormalno razvijenih tkiva, pa se radioaktivni jod koristi za liječenje Gravesove bolesti. Intenzivno kobaltno gama zračenje koristi se u liječenju raka (cobalt gun).

    Popis korištene literature

    1. Gaisinsky M.N., Nuklearna kemija i njezine primjene, trans. s francuskog, M., 1961

    2. Eksperimentalna nuklearna fizika, ur. E. Segre, prev. s engleskog, vol. 3, M., 1961; INTERNET alati

    Objavljeno na Allbest.ru

    Slični dokumenti

      Bit fenomena radioaktivnosti, povijest njezina otkrivanja i proučavanja, suvremene spoznaje, njezino značenje i primjena u raznim područjima. Vrste radioaktivnog zračenja, njihove karakteristike i posebnosti. Redoslijed i stupnjevi alfa, beta, gama raspada.

      kolegij, dodan 05/10/2009

      Prirodnu radioaktivnost uzrokuju prirodni radioaktivni izotopi prisutni u svim slojevima zemlje. Preci radioaktivnih izotopa koji su dio radioaktivnih obitelji su radij i torij.

      kolegij, dodan 25.11.2008

      Zakon radioaktivnog raspada. Određivanje iona kemijskih elemenata. Metoda radiometrijske titracije, razrjeđivanje izotopa, aktivacijska analiza, određivanje sadržaja kemijskih elemenata zračenjem njihovih prirodnih radioaktivnih izotopa.

      prezentacija, dodano 07.05.2016

      Određivanje relativnog sadržaja izotopa plutonija analizom spektra, kvantitativnog omjera sadržaja izotopa duž identificiranih linija. Procjena pronalaska padova i linearnih dijelova spektra. Izračun pogreške sadržaja.

      kolegij, dodan 23.08.2016

      Prirodni i umjetni radioaktivni nizovi. Vrste radioaktivnog raspada. Glavni radioaktivni niz opažen u prirodi. Karakteristike niza torija, neptunija, radija, aktinija. Radioaktivne transformacije jezgri. Uzastopni lanci nuklida.

      prezentacija, dodano 30.05.2015

      Obilježja kemijskih i fizikalnih svojstava vodika. Razlike u atomskoj masi među izotopima vodika. Konfiguracija jednoelektronskog sloja neutralnog, nepobuđenog atoma vodika. Povijest otkrića, pojava u prirodi, metode proizvodnje.

      prezentacija, dodano 14.01.2011

      Obilježja kemijskih svojstava aktinoida. Kvantitativno određivanje transplutonijevih elemenata. Odvajanje taloženjem s anorganskim i organskim reagensima. Metode izolacije i separacije transplutonijevih elemenata. Dobivanje metalnog urana.

      sažetak, dodan 03.10.2010

      Opća načela klasifikacije složenih i jednostavnih anorganskih tvari. Veličine atoma i njihov odnos s položajem u periodnom sustavu elemenata. Pojam električne disocijacije i otopine elektrolita. Vodikova veza i membranski senzori.

      test, dodan 01.02.2011

      Ionizacijske i scintilacijske metode radioaktivnog zračenja. Određivanje iona kemijskih elemenata u otopini pomoću radioaktivnih reagensa. Optimalno vrijeme za snimanje zračenja. Metoda radiometrijske titracije i aktivacijska analiza.

      kolegij, dodan 07.05.2016

      Fizikalno-kemijska svojstva octene kiseline. Značajke procesa oksidacije aldehida. Metoda dobivanja acetaldehida i etanala. Načela za izračunavanje količine nusproizvoda nastalih tijekom proizvodnje octene kiseline. Suština Kolbeove metode.

    Priprema i primjena radioaktivnih izotopa Student grupe 1 BC Galtsova Vlada

    IZOTOPI su varijante istog kemijskog elementa koji su slični po svojim fizikalno-kemijskim svojstvima, ali imaju različite atomske mase. Atom bilo kojeg kemijskog elementa sastoji se od pozitivno nabijene jezgre i oblaka negativno nabijenih elektrona koji je okružuju (vidi također ATOMSKA JEZGRA). Položaj kemijskog elementa u periodnom sustavu Mendeljejeva (njegov redni broj) određen je nabojem jezgre njegovih atoma. Izotopi se stoga nazivaju varijantama istog kemijskog elementa, čiji atomi imaju isti nuklearni naboj (i, stoga, praktički iste elektronske ljuske), ali se razlikuju u vrijednostima nuklearne mase. Prema slikovitom izrazu F. Soddyja, atomi izotopa su isti "izvana", ali različiti "iznutra".

    Povijest otkrića izotopa Prvi dokaz da tvari istog kemijskog ponašanja mogu imati različita fizikalna svojstva dobiven je proučavanjem radioaktivnih transformacija atoma teških elemenata. Godine 1906-07 pokazalo se da produkt radioaktivnog raspada urana - ionij i produkt radioaktivnog raspada torija - radiotorij, imaju ista kemijska svojstva kao i torij, ali se od njega razlikuju po atomskoj masi i karakteristikama radioaktivnog raspada. Godine 1932. otkriven je neutron - čestica bez naboja, mase bliske masi jezgre atoma vodika - protona, te je stvoren protonsko-neutronski model jezgre. Kao rezultat toga, znanost je uspostavila konačnu modernu definiciju pojma izotopa

    Proizvodnja radioaktivnih izotopa Radioaktivni izotopi se proizvode u nuklearnim reaktorima i akceleratorima čestica

    Primjena radioaktivnih izotopa biologija medicina poljoprivreda arheologija industrija

    Radioaktivni izotopi u biologiji. Jedno od najistaknutijih istraživanja provedenih korištenjem "označenih atoma" bilo je proučavanje metabolizma u organizmima.

    Radioaktivni izotopi u medicini Za dijagnostiku i za terapeutske svrhe. Radioaktivni natrij koristi se za proučavanje cirkulacije krvi. Jod se intenzivno taloži u štitnoj žlijezdi, osobito kod Gravesove bolesti.

    Radioaktivni izotopi na farmi Zračenje sjemena biljaka (pamuk, kupus, rotkvica). Zračenje uzrokuje mutacije u biljkama i mikroorganizmima.

    Radioaktivni izotopi u arheologiji Zanimljiva primjena za određivanje starosti drevnih predmeta organskog podrijetla (drvo, ugljen). Ova se metoda koristi za određivanje starosti egipatskih mumija i ostataka pretpovijesnih požara.

    Radioaktivni izotopi u industriji Metoda praćenja istrošenosti klipnih prstenova u motorima s unutarnjim izgaranjem. Omogućuje procjenu difuzije metala i procesa u visokim pećima

    Nuklearni ledolomac "Lenjin" Izgrađen 1959. Provjera brzine doze zračenja u svojim prostorijama.

    Rad s radioaktivnim tvarima pomoću manipulatora

    "Eter" - radioizotopni pretvarač za napajanje uređaja koji se nalaze u svemiru i moru

    Proučavanje zavara pomoću γ-zračenja. Zračenje poljoprivrednih proizvoda radi povećanja njihovog prinosa

    Raspodjela radioaktivnog fosfora dodanog gnojivima u listovima rajčice Pretinac za rukavice za rad s radioaktivnim tvarima.

    Uređaj za gama terapiju. Studija štitnjače pomoću radioaktivnog joda

    Općinska obrazovna ustanova "Pobedinskaja srednja škola" Shegarsky okrug, Tomska regija

    DRŽAVNA (ZAVRŠNA) SVJEDOČKA MATURANTA IX RAZREDA

    SAŽETAK IZ FIZIKE

    FENOMEN RADIOAKTIVNOSTI. NJEGOVA VAŽNOST U ZNANOSTI, TEHNOLOGIJI, MEDICINI

    Završeno: Dadaev Aslan, učenik 9. razreda

    Nadglednik: Gagarina Lyubov Alekseevna, učiteljica fizike

    Pobjeda 2010

    1. Uvod………………………………………………………………...stranica 1

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

    2.1.Otkriće radioaktivnosti……………………………………………………….stranica 2

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

    3. Proizvodnja i uporaba radioaktivnih izotopa……………..stranica 8

    3.1.Primjena izotopa u medicini……………………........str. 8

    3.2. Radioaktivni izotopi u poljoprivredi………………strana 10

    3.3.Kronometrija zračenja……………………………………str.11

    3.4. Primjena radioaktivnih izotopa u industriji...str.12

    3.5. Primjena izotopa u znanosti……………………………...stranica 12

    4. Zaključak……………………………………………………………...stranica 13

    5. Literatura…………………………………………………………..stranica 14

    UVOD

    Ideja o atomima kao nepromjenjivim sićušnim 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 izvrsni francuski fizičari Maria Sklodowska-Curie i Pierre Curie.

    Prirodna radioaktivnost postoji milijardama godina i doslovno je posvuda. Ionizirajuće zračenje postojalo je na Zemlji davno prije nastanka života na njoj i bilo je prisutno u svemiru prije nastanka same Zemlje. Radioaktivni materijali dio su Zemlje od njenog rođenja. Svaka osoba je malo radioaktivna: u tkivima ljudskog tijela jedan od glavnih izvora prirodnog zračenja je kalij - 40 i rubidij - 87, i ne postoji način da ih se riješite.

    Provodeći nuklearne reakcije bombardiranjem jezgri atoma aluminija a-česticama, poznati francuski fizičari Frederic i Irene Curie-Joliot uspjeli su 1934. godine umjetno stvoriti radioaktivne jezgre. Umjetna radioaktivnost u osnovi se ne razlikuje od prirodne radioaktivnosti i pokorava se istim zakonima.

    Trenutno se umjetni radioaktivni izotopi proizvode na različite načine. Najčešći je ozračivanje mete (budući radioaktivni lijek) u nuklearnom reaktoru. Moguće je ozračiti metu nabijenim česticama u posebnim instalacijama gdje se čestice ubrzavaju do visokih energija.

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

    Zadaci:

    · Proučiti povijest otkrića radioaktivnosti.

    · Saznajte što se događa s tvari tijekom radioaktivnog zračenja.

    · Saznajte kako dobiti radioaktivne izotope i gdje će se koristiti.

    · Razvijati vještine rada s dodatnom literaturom.

    · Izvođenje računalne prezentacije gradiva.

    GLAVNI DIO

    2.Fenomen radioaktivnosti

    2.1.Otkriće radioaktivnosti

    Priča radioaktivnost započeo je radom francuskog fizičara Henrija Becquerela o luminiscenciji i X-zrakama 1896. godine.

    Otkriće radioaktivnosti, najupečatljiviji dokaz složene strukture atoma .

    Komentirajući Roentgenovo otkriće, znanstvenici pretpostavljaju da se X-zrake emitiraju tijekom fosforescencije, neovisno o prisutnosti katodnih zraka. A. Becquerel odlučio je ispitati ovu hipotezu. Umotavši fotografsku ploču u crni papir, stavio je na nju metalnu ploču bizarnog oblika presvučenu slojem uranove soli. Nakon što ju je četiri sata izložio sunčevoj svjetlosti, Becquerel je razvio fotografsku ploču i na njoj vidio točnu siluetu metalne figure. Ponovio je eksperimente s velikim varijacijama, dobivši otiske novčića i ključa. Svi eksperimenti potvrdili su hipotezu koja se testira, a koju je Becquerel izvijestio 24. veljače na sastanku Akademije znanosti. Međutim, Becquerel ne prestaje eksperimentirati, pripremajući sve više i više novih opcija.

    Henri Becquerel Welhelm Conrad Roentgen

    Dana 26. veljače 1896. vrijeme se nad Parizom pokvarilo i pripremljene fotografske ploče s komadićima uranove soli morale su se staviti u tamnu ladicu stola dok se ne pojavi sunce. Pojavio se iznad Pariza 1. ožujka, a pokusi su se mogli nastaviti. Uzevši ploče, Becquerel ih je odlučio razviti. Nakon što je razvio ploče, znanstvenik je na njima vidio siluete uzoraka urana. Ne shvaćajući ništa, Becquerel je odlučio ponoviti slučajni eksperiment.

    U svjetlootpornu kutiju stavio je dvije ploče, posuo ih uranovom soli, prethodno na jednu od njih stavio staklo, a na drugu aluminijsku ploču. Sve je to bilo pet sati u mračnoj sobi, nakon čega je Becquerel razvio fotografske ploče. I dobro, siluete uzoraka opet su jasno vidljive. To znači da neke zrake nastaju u uranovim solima. Izgledaju poput X zraka, ali odakle dolaze? Jedno je jasno: ne postoji veza između X-zraka i fosforescencije.

    O tome je izvijestio na sjednici Akademije znanosti 2. ožujka 1896., potpuno zbunivši sve njezine članove.

    Becquerel je također utvrdio da se intenzitet zračenja iz istog uzorka ne mijenja tijekom vremena i da je novo zračenje sposobno isprazniti naelektrizirana tijela.

    Većina članova Pariške akademije, nakon sljedećeg Becquerelovog referata na skupu 26. ožujka, smatrala je da je bio u pravu.

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

    Maria Skłodowska – Curie

    Radioaktivnost - sposobnost atoma nekih kemijskih elemenata da spontano emitiraju.

    Godine 1897. Maria je, radeći doktorsku disertaciju, odabravši temu za istraživanje - otkriće Becquerela (Pierre Curie je savjetovao svojoj ženi da odabere ovu temu), odlučila pronaći odgovor na pitanje: koji je pravi izvor urana radijacija? U tu svrhu odlučuje ispitati veliki broj uzoraka minerala i soli i otkriti ima li samo uran svojstvo zračenja. Radeći s uzorcima torija, otkriva da, poput urana, proizvodi iste zrake i približno istog intenziteta. To znači da se ovaj fenomen pokazuje kao svojstvo ne samo urana, i treba mu dati poseban naziv. Uran i torij nazvani su radioaktivnim elementima. Rad je nastavljen s novim mineralima.

    Pierre, kao fizičar, osjeća važnost rada i, privremeno napuštajući proučavanje kristala, počinje raditi zajedno sa svojom ženom. Kao rezultat tog zajedničkog rada otkriveni su novi radioaktivni elementi: polonij, radij itd.

    U studenom 1903. Kraljevsko društvo dodijelilo je Pierreu i Marie Curie jednu od najviših znanstvenih nagrada u Engleskoj, Davyjevu medalju.

    Dana 13. studenog Curie i Becquerel primili su telegram iz Stockholma u kojem je javljeno da su njih trojica dobili Nobelovu nagradu za fiziku za svoja izvanredna otkrića na polju radioaktivnosti.

    Rad koji su započeli supružnici Curie preuzeli su njihovi studenti, među kojima su bili kći Irene i zet Frédéric Joliot, koji su za otkriće 1935. godine postali dobitnici Nobelove nagrade umjetna radioaktivnost .

    Irene i Frederic Curie - Joliot

    engleski fizičari E. Rutherford I F. Soddy Dokazano je da u svim radioaktivnim procesima dolazi do međusobnih transformacija atomskih jezgri kemijskih elemenata. Proučavanje svojstava zračenja koje prati te procese u magnetskom i električnom polju pokazalo je da se ono dijeli na a-čestice, b-čestice i g-zrake (elektromagnetsko zračenje vrlo kratke valne duljine).

    E. Rutherford F. Soddy

    Nešto kasnije, kao rezultat proučavanja različitih fizikalnih karakteristika i svojstava ovih čestica (električni naboj, masa itd.), bilo je moguće ustanoviti da je b čestica elektron, a a čestica potpuno ionizirani atom kemijski element helij (tj. atom helija koji je izgubio oba elektrona).

    Osim toga pokazalo se da radioaktivnost je sposobnost nekih atomskih jezgri da se spontano pretvaraju u druge jezgre uz emisiju čestica.

    Na primjer, pronađeno je nekoliko varijanti atoma urana: s nuklearnim masama približno jednakim 234 amu, 235 amu, 238 amu. i 239 amu Štoviše, svi ti atomi imali su ista kemijska svojstva. Ulazili su u kemijske reakcije na isti način, tvoreći iste spojeve.

    Neke nuklearne reakcije proizvode visoko prodorno zračenje. Te zrake prodiru kroz sloj olova debeo nekoliko metara. Ovo zračenje je tok neutralno nabijenih čestica. Ove čestice su imenovane neutroni.

    Neke nuklearne reakcije proizvode visoko prodorno zračenje. Ove zrake dolaze u različitim vrstama i imaju različitu moć prodiranja. Na primjer, tok neutrona prodire kroz sloj olova debeo nekoliko metara.

    2.2. Izvori zračenja

    Zračenja su vrlo brojna i raznolika, ali možemo razlikovati oko sedam njegovi glavni izvori.

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

    Drugi izvor zračenje - svemir, odakle struja visokoenergetskih čestica neprestano pada na Zemlju. Izvori kozmičkog zračenja su zvjezdane eksplozije u Galaksiji i Sunčeve baklje.

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

    Četvrta Izvor radioaktivnosti malo je poznat stanovništvu, ali ništa manje opasan. Radi se o radioaktivnim materijalima koje ljudi koriste u svakodnevnim aktivnostima.

    Tinte za ispis bankovnih čekova sadrže radioaktivni ugljik, koji osigurava laku identifikaciju krivotvorenih dokumenata.

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

    Uran i torij koriste se u proizvodnji stakla.

    Umjetni porculanski zubi ojačani su uranom i cerijem. U isto vrijeme, zračenje sluznice uz zube može doseći 66 rem/godišnje, dok godišnja stopa za cijelo tijelo ne bi smjela prelaziti 0,5 rem (tj. 33 puta više)

    TV ekran emitira 2-3 mrema godišnje po osobi.

    Peti izvor – poduzeća za transport i obradu radioaktivnih materijala.

    Šesti Izvor zračenja su nuklearne elektrane. U nuklearnim elektranama,

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

    Sedmi Izvor radioaktivnog zračenja su medicinske instalacije. Unatoč uobičajenoj upotrebi u svakodnevnoj praksi, opasnost od zračenja od njih mnogo je veća nego od svih gore spomenutih izvora i ponekad doseže desetke rema. Jedna od uobičajenih dijagnostičkih metoda je rendgenski uređaj. Dakle, s radiografijom zuba - 3 rema, s fluoroskopijom želuca - isto, s fluorografijom - 370 mrem.

    Što se događa s materijom tijekom radioaktivnog zračenja?

    Prvo, nevjerojatna dosljednost kojom radioaktivni elementi emitiraju zračenje. Tijekom dana, mjeseci, godina intenzitet zračenja se ne mijenja značajno. Na njega ne utječu ni zagrijavanje ni povišeni tlak, kemijske reakcije u koje je radioaktivni element ušao također nisu utjecale na intenzitet zračenja.

    Drugo, radioaktivnost je popraćena oslobađanjem energije, a ona se oslobađa kontinuirano tijekom niza godina. Odakle dolazi ta energija? Kada tvar postane radioaktivna, doživljava neke duboke promjene. Pretpostavljalo se da sami atomi prolaze kroz transformacije.

    Prisutnost istih kemijskih svojstava znači da svi ti atomi imaju isti broj elektrona u elektronskoj ljusci, a time i iste nuklearne naboje.

    Ako su naboji atomskih jezgri isti, tada ti atomi pripadaju istom kemijskom elementu (unatoč razlikama u njihovim masama) i imaju isti atomski broj u tablici D.I. Mendeljejev. Nazivaju se varijeteti istog kemijskog elementa koji se razlikuju po masi atomskih jezgri izotopi .

    3. Proizvodnja i uporaba radioaktivnih izotopa

    Radioaktivni izotopi koji se nalaze u prirodi nazivaju se prirodni. Ali mnogi se kemijski elementi u prirodi pojavljuju samo u stabilnom (tj. radioaktivnom) stanju.

    Godine 1934. francuski znanstvenici Irène i Frédéric Joliot-Curie otkrili su da se radioaktivni izotopi mogu stvoriti umjetno kao rezultat nuklearnih reakcija. Ovi izotopi su nazvani Umjetna .

    Nuklearni reaktori i akceleratori čestica obično se koriste za proizvodnju umjetnih radioaktivnih izotopa. Postoji industrija specijalizirana za proizvodnju takvih elemenata.

    Naknadno su dobiveni umjetni izotopi svih kemijskih elemenata. Trenutno je poznato oko 2000 radioaktivnih izotopa, od kojih je 300 prirodnih.

    Trenutno se radioaktivni izotopi naširoko koriste u raznim područjima znanstvene i praktične djelatnosti: tehnologija, medicina, poljoprivreda, komunikacije, vojska i neka druga. U ovom slučaju, tzv metoda označenog atoma.

    3.1.Primjena izotopa u medicini

    Primjena izotopa Jedno od najistaknutijih istraživanja provedenih korištenjem "označenih atoma" bilo je proučavanje metabolizma u organizmima.

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

    Izotopi se unose u ljudsko tijelo u izuzetno malim količinama (sigurnim za zdravlje) i ne mogu izazvati nikakve patološke promjene. Krvlju se neravnomjerno raspoređuju po tijelu. Zračenje nastalo tijekom raspada izotopa bilježe instrumenti (specijalni brojači čestica, fotografija) koji se nalaze u blizini ljudskog tijela. Kao rezultat toga, možete dobiti sliku bilo kojeg unutarnjeg organa. Iz ove slike može se prosuditi veličina i oblik ovog organa, povećana ili smanjena koncentracija izotopa u

    njegovi različiti dijelovi. Također možete procijeniti funkcionalno stanje (tj. rad) unutarnjih organa brzinom nakupljanja i eliminacije radioizotopa.

    Tako se stanje srčane cirkulacije, brzina protoka krvi i slika srčanih šupljina određuju korištenjem spojeva uključujući izotope natrija, joda i tehnecija; izotopi tehnecija i ksenona koriste se za proučavanje plućne ventilacije i bolesti leđne moždine; makroagregati humanog serumskog albumina s izotopom joda koriste se za dijagnostiku raznih upalnih procesa u plućima, njihovih tumora i za razne bolesti štitnjače.

    Primjena izotopa u medicini

    Koncentracijska i izlučujuća funkcija jetre proučava se pomoću boje bengalske ruže s izotopom joda i zlata. Slike crijeva i želuca dobivaju se pomoću izotopa tehnecija, slezena se dobiva pomoću crvenih krvnih stanica s izotopom tehnecija ili kroma; Bolesti gušterače dijagnosticiraju se pomoću izotopa selena. Svi ovi podaci omogućuju nam postavljanje točne dijagnoze bolesti.

    Metodom "obilježenih atoma" također se proučavaju različite abnormalnosti u funkcioniranju krvožilnog sustava i otkrivaju tumori (budući da se u njima nakupljaju neki radioizotopi). Zahvaljujući ovoj metodi otkriveno je da se u relativno kratkom vremenu ljudsko tijelo gotovo potpuno obnovi. Jedina iznimka je željezo, koje je dio krvi: tijelo ga počinje apsorbirati iz hrane tek kada se njegove rezerve potroše.

    Prilikom odabira izotopa važna pitanja uključuju osjetljivost metode analize izotopa, kao i vrstu radioaktivnog raspada i energiju zračenja.

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

    Zbog primjene vrlo malih doza radioizotopa, izloženost organizma zračenju tijekom dijagnostike i liječenja zračenjem ne predstavlja opasnost za pacijente.

    3.2. Radioaktivni izotopi u poljoprivredi

    Radioaktivni izotopi se sve više koriste u poljoprivreda. Ozračivanje sjemena biljaka (pamuk, kupus, rotkvice itd.) malim dozama gama zraka iz radioaktivnih lijekova dovodi do zamjetnog povećanja prinosa. Velike doze zračenja uzrokuju mutacije u biljkama i mikroorganizmima, što u nekim slučajevima dovodi do pojave mutanata s novim vrijednim svojstvima ( odabir radija). Tako su razvijene vrijedne sorte pšenice, graha i drugih usjeva te su dobiveni visokoproduktivni mikroorganizmi koji se koriste u proizvodnji antibiotika.

    Gama zračenje radioaktivnih izotopa također se koristi za suzbijanje štetnih insekata i za konzerviranje hrane. "Označeni atomi" naširoko se koriste u poljoprivrednoj tehnologiji. Na primjer, kako bismo saznali koje fosforno gnojivo biljka bolje apsorbira, različita gnojiva označavaju se radioaktivnim fosforom. Tadašnjim pregledom biljaka na radioaktivnost moguće je odrediti količinu fosfora koju su apsorbirale iz različitih vrsta gnojiva.

    Metoda radioaktivnog ugljika dobila je zanimljivu primjenu za određivanje starosti starih predmeta organskog podrijetla (drvo, ugljen, tkanine itd.). Biljke uvijek sadrže beta radioaktivni izotop ugljika s vremenom poluraspada od T = 5700 godina. Nastaje u Zemljinoj atmosferi u malim količinama iz dušika pod utjecajem neutrona. Potonji nastaju zbog nuklearnih reakcija uzrokovanih brzim česticama koje ulaze u atmosferu iz svemira (kozmičke zrake). Spajajući se s kisikom, ovaj ugljik stvara ugljični dioksid koji apsorbiraju biljke, a preko njih i životinje.

    Izotopi se široko koriste za određivanje fizikalnih svojstava tla

    i zalihe biljnih hranidbenih elemenata u njemu, proučavati međudjelovanje tla i gnojiva, procese apsorpcije hranjivih tvari u biljkama i ulazak mineralne hrane u biljke putem lišća. Izotopi se koriste za identifikaciju učinka pesticida na biljni organizam, što omogućuje određivanje koncentracije i vremena njihovog tretiranja usjeva. Izotopskom metodom proučavaju se najvažnija biološka svojstva poljoprivrednih kultura (pri ocjeni i odabiru rasplodnog materijala) prinos, ranost i hladnoća.

    U uzgoj stoke proučavaju fiziološke procese koji se odvijaju u tijelu životinja, analiziraju hranu za sadržaj otrovnih tvari (čije je male doze teško odrediti kemijskim metodama) i mikroelemenata. Uz pomoć izotopa razvijaju se tehnike za automatizaciju proizvodnih procesa, na primjer, odvajanje korijena od kamenja i grudica zemlje prilikom žetve kombajnom na kamenitim i teškim tlima.

    3.3.Kronometrija zračenja

    Neki radioaktivni izotopi mogu se uspješno koristiti za određivanje starosti raznih fosila ( radijacijska kronometrija). Najčešća i najučinkovitija metoda radijacijske kronometrije temelji se na mjerenju radioaktivnosti organskih tvari, koju uzrokuje radioaktivni ugljik (14C).

    Istraživanja su pokazala da se za svaki gram ugljika u bilo kojem organizmu dogodi 16 radioaktivnih beta raspada u minuti (točnije 15,3 ± 0,1). Nakon 5 730 godina raspadat će se samo 8 atoma u minuti u svakom gramu ugljika; nakon 11 460 godina raspadat će se 4 atoma.

    Jedan gram ugljika iz mladih šumskih uzoraka emitira oko petnaest beta čestica u sekundi. Nakon smrti organizma prestaje njegovo obnavljanje radioaktivnim ugljikom. Dostupna količina ovog izotopa smanjuje se zbog radioaktivnosti. Određivanjem postotka radioaktivnog ugljika u organskim ostacima moguće je odrediti njihovu starost ako je 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 težinskoj količini materijala uzorka koji se proučava i preračunavanjem tog broja po gramu ugljika, možemo odrediti starost objekta iz kojeg je uzorak uzet. Ovom se metodom utvrđuje starost egipatskih mumija, ostataka pretpovijesnih požara itd.

    3.4. Primjena radioaktivnih izotopa u industriji

    Jedan primjer je sljedeća metoda za praćenje istrošenosti klipnih prstenova u motorima s unutarnjim izgaranjem. Ozračivanjem klipnog prstena neutronima izazivaju nuklearne reakcije u njemu i čine ga radioaktivnim. Kada motor radi, čestice materijala prstena ulaze u ulje za podmazivanje. Ispitivanjem razine radioaktivnosti u ulju nakon određenog vremena rada motora utvrđuje se istrošenost prstena. Radioaktivni izotopi omogućuju procjenu difuzije metala, procesa u visokim pećima itd. Snažno gama zračenje iz radioaktivnih lijekova koristi se za proučavanje unutarnje strukture metalnih odljevaka kako bi se otkrili nedostaci u njima.

    Izotopi se također koriste u opremi za nuklearnu fiziku za izradu brojača neutrona, čime je moguće povećati učinkovitost brojanja za više od 5 puta, te u nuklearnoj energetici kao moderatori i apsorberi neutrona.

    3.5. Upotreba izotopa u znanosti

    Upotreba izotopa u biologija dovela je do revizije prethodnih ideja o prirodi fotosinteze, kao io mehanizmima koji osiguravaju asimilaciju anorganskih tvari karbonata, nitrata, fosfata itd. Korištenjem izotopa, kretanje stanovništva u biosferi i pojedinaca unutar određena populacija, migracija mikroba, kao i pojedinačnih spojeva unutar tijela. Unošenjem oznake u organizme s hranom ili injekcijom, moguće je proučavati brzinu i migracijske putove mnogih insekata (komaraca, muha, skakavaca), ptica, glodavaca i drugih malih životinja te dobiti podatke o veličini njihove populacije.

    U području fiziologija i biokemija biljaka Uz pomoć izotopa riješen je niz teorijskih i primijenjenih problema: razjašnjeni su putovi ulaska minerala, tekućina i plinova u biljke, kao i uloga raznih kemijskih elemenata, uključujući mikroelemente, u životu biljaka. Posebno je pokazano da ugljik ulazi u biljke ne samo kroz lišće, već i kroz korijenski sustav; putovi i brzine kretanja niza tvari od korijenskog sustava do stabljike i lišća te od tih organa do korijeni su uspostavljeni.

    U području fiziologija i biokemija životinja i ljudi proučavane su brzine ulaska različitih tvari u njihova tkiva (uključujući brzinu ugradnje željeza u hemoglobin, fosfora u živčano i mišićno tkivo, kalcija u kosti). Korištenje “označene” hrane dovelo je do novog razumijevanja brzina apsorpcije i distribucije hranjivih tvari, njihove “sudbine” u tijelu i pomoglo u praćenju utjecaja unutarnjih i vanjskih čimbenika (gladovanje, gušenje, prekomjerni rad, itd.) na metabolizam.

    ZAKLJUČAK

    Izuzetni francuski fizičari Maria Sklodowska-Curie i Pierre Curie, njihova kći Irene i zet Frédéric Joliot te mnogi drugi znanstvenici ne samo da su dali veliki doprinos razvoju nuklearne fizike, već su bili i strastveni borci za mir. Proveli su značajan rad na mirnodopskom korištenju atomske energije.

    U Sovjetskom Savezu, rad na atomskoj energiji započeo je 1943. godine pod vodstvom izvanrednog sovjetskog znanstvenika I. V. Kurchatova. U teškim uvjetima rata bez presedana sovjetski su znanstvenici rješavali najsloženije znanstvene i tehničke probleme vezane uz ovladavanje atomskom energijom. Dana 25. prosinca 1946. godine, pod vodstvom I.V.Kurchatova, po prvi put je izvedena lančana reakcija na kontinentu Europe i Azije. Počeo u Sovjetskom Savezu doba mirnog atoma.

    Tijekom svog rada saznao sam da su radioaktivni izotopi dobiveni umjetnim putem našli široku primjenu u znanosti, tehnologiji, poljoprivredi, industriji, medicini, arheologiji i drugim područjima. To je zbog sljedećih svojstava radioaktivnih izotopa:

    · radioaktivna tvar kontinuirano emitira određenu vrstu čestica i intenzitet se ne mijenja tijekom vremena;

    · zračenje ima određenu prodornu sposobnost;

    · radioaktivnost je praćena oslobađanjem energije;

    · pod utjecajem zračenja može doći do promjena u ozračenoj tvari;

    · zračenje se može detektirati na različite načine: posebnim brojačima čestica, fotografijom itd.

    KNJIŽEVNOST

    1. F.M. Diaghilev “Iz povijesti fizike i života njezinih stvaratelja” - M.: Obrazovanje, 1986.

    2. A.S. Enohin, O.F. Kabardin i dr. “Antologija fizike” - M.: Obrazovanje, 1982.

    3. P.S. Kudrjavcev. “Povijest fizike” - M.: Obrazovanje, 1971.

    4. G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev “Fizika 11. razred.” - M.: Obrazovanje, 2004.

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

    6. Internet resursi.

    Pregled

    za ispitni esej iz fizike “Fenomen radioaktivnosti. Njegovo značenje u znanosti, tehnologiji, medicini."

    Autor relevantnost odabrane teme vidi u mogućnosti korištenja nuklearne energije u miroljubive svrhe. Umjetno dobiveni radioaktivni izotopi našli su široku primjenu u raznim područjima znanstvene i praktične djelatnosti: znanosti, tehnologiji, poljoprivredi, industriji, medicini, arheologiji itd.

    Međutim, odjeljak “Uvod” ne ukazuje na relevantnost i interes autora za odabranu temu sažetka.

    Otkriće radioaktivnosti objašnjeno je na pristupačan, logičan način; istraživanje provedeno pomoću "označenih atoma".

    Oblikovanje sažetka ne ispunjava u svim slučajevima zahtjeve:

    · Stranice nisu numerirane;

    · Svaki dio se ne ispisuje s nove stranice;

    · U tekstu nema referenci na ilustracije;

    · Odjeljak “Literatura” ne navodi stranice s internetskim izvorima.

    Općenito, unatoč manjim nedostacima u kompilaciji i dizajnu, možemo reći da je sažetak „Fenomen radioaktivnosti. Njegovo značenje u znanosti, tehnologiji i medicini zaslužuje ocjenu "dobar".

    Učitelj fizike, Gradska obrazovna ustanova "Pobedinskaya Secondary School": ___________/L.A. Gagarin/