Puna e kursit

Me temën: “Radioaktiviteti.

Aplikimi i izotopeve radioaktive ne teknologji"

Prezantimi

1. Llojet e rrezatimit radioaktiv

2. Llojet e tjera të radioaktivitetit

3. Kalbja alfa

4.Zbërthimi beta

5. Kalbja e gamës

6. Ligji i zbërthimit radioaktiv

7.Seri radioaktive

8. Efekti i rrezatimit radioaktiv te njerëzit

9.Përdorimi i izotopeve radioaktive

Lista e literaturës së përdorur

Prezantimi

Radioaktiviteti– shndërrimi i bërthamave atomike në bërthama të tjera, i shoqëruar nga emetimi i grimcave të ndryshme dhe rrezatimi elektromagnetik. Prandaj emri i fenomenit: në latinisht radio - rrezatim, activus - efektiv. Kjo fjalë u krijua nga Marie Curie. Kur një bërthamë e paqëndrueshme - një radionuklid - prishet, një ose më shumë grimca me energji të lartë fluturojnë prej saj me shpejtësi të madhe. Rrjedha e këtyre grimcave quhet rrezatim radioaktiv ose thjesht rrezatim.

rrezet X. Zbulimi i radioaktivitetit lidhej drejtpërdrejt me zbulimin e Roentgenit. Për më tepër, për ca kohë ata mendonin se këto ishin të njëjtin lloj rrezatimi. Fundi i shekullit të 19-të Në përgjithësi, ai ishte i pasur në zbulimin e llojeve të ndryshme të "rrezatimeve" të panjohura më parë. Në vitet 1880, fizikani anglez Joseph John Thomson filloi të studionte bartësit elementar të ngarkesës negative; në 1891, fizikani irlandez George Johnston Stoney (1826-1911) i quajti këto grimca elektrone. Më në fund, në dhjetor, Wilhelm Conrad Roentgen njoftoi zbulimin e një lloji të ri të rrezeve, të cilat ai i quajti rreze X. Deri më tani, në shumicën e vendeve quhen kështu, por në Gjermani dhe Rusi është pranuar propozimi i biologut gjerman Rudolf Albert von Kölliker (1817–1905) për t'i quajtur rrezet rreze X. Këto rreze krijohen kur elektronet që fluturojnë shpejt në vakum (rrezet katodike) përplasen me një pengesë. Dihej se kur rrezet katodike godasin xhamin, ai lëshon dritë të dukshme - luminescencë jeshile. Rrezet X zbuluan se në të njëjtën kohë disa rreze të tjera të padukshme dilnin nga pika e gjelbër në xhami. Kjo ndodhi rastësisht: në një dhomë të errët, një ekran aty pranë i mbuluar me tetracianoplatinat barium Ba (i quajtur më parë sulfid i platinit të bariumit) po shkëlqente. Kjo substancë prodhon luminescencë të verdhë-jeshile të ndritshme nën ndikimin e rrezeve ultravjollcë dhe katodike. Por rrezet katodike nuk goditën ekranin dhe për më tepër, kur pajisja ishte e mbuluar me letër të zezë, ekrani vazhdonte të shkëlqente. Roentgen shpejt zbuloi se rrezatimi kalonte nëpër shumë substanca të errëta dhe shkaktoi nxirje të një pllake fotografike të mbështjellë me letër të zezë ose madje të vendosur në një kuti metalike. Rrezet kaluan nëpër një libër shumë të trashë, përmes një dërrase bredhi 3 cm të trashë, përmes një pllake alumini 1,5 cm të trashë... Roentgen kuptoi mundësitë e zbulimit të tij: “Nëse e mban dorën midis tubit të shkarkimit dhe ekranit,” ai shkroi, "ju mund të shihni kockat e hijeve të errëta në sfondin e skicave më të lehta të dorës." Ky ishte ekzaminimi i parë fluoroskopik në histori.

Zbulimi i Roentgen u përhap menjëherë në të gjithë botën dhe mahniti jo vetëm specialistët. Në prag të vitit 1896, një fotografi e një dore u ekspozua në një librari në një qytet gjerman. Në të dukeshin kockat e një personi të gjallë, dhe në njërin nga gishtat ishte një unazë martese. Ishte një fotografi me rreze X e dorës së gruas së Roentgen. Mesazhi i parë i Roentgenit " Rreth një lloji të ri rrezesh" u botua në "Reports of the Würzburg Physico-Medical Society" më 28 dhjetor, u përkthye dhe u botua menjëherë në vende të ndryshme, revista më e famshme shkencore "Nature" e botuar në Londër botoi artikullin e Roentgen më 23 janar 1896.

Rrezet e reja filluan të hulumtohen në të gjithë botën; vetëm në një vit u botuan mbi një mijë punime mbi këtë temë. Makinat me rreze X me dizajn të thjeshtë u shfaqën edhe në spitale: përdorimi mjekësor i rrezeve të reja ishte i dukshëm.

Tani rrezet X përdoren gjerësisht (dhe jo vetëm për qëllime mjekësore) në të gjithë botën.

rrezet e Bekerelit. Zbulimi i Roentgen shpejt çoi në një zbulim po aq të jashtëzakonshëm. Është bërë në vitin 1896 nga fizikani francez Antoine Henri Becquerel. Më 20 janar 1896, ai mori pjesë në një takim të Akademisë, në të cilën fizikani dhe filozofi Henri Poincaré foli për zbulimin e Roentgen dhe demonstroi fotografi me rreze X të një dore njeriu të marra në Francë. Poincare nuk e kufizoi veten të fliste për rrezet e reja. Ai sugjeroi që këto rreze shoqërohen me luminescencë dhe, ndoshta, gjithmonë shfaqen njëkohësisht me këtë lloj shkëlqimi, kështu që ndoshta është e mundur të bëhet pa rrezet katodike. Ndriçimi i substancave nën ndikimin e rrezatimit ultravjollcë - fluoreshenca ose fosforeshenca (në shekullin e 19-të nuk kishte asnjë dallim të rreptë midis këtyre koncepteve) ishte i njohur për Becquerel: si babai i tij Alexander Edmond Becquerel (1820-1891) ashtu edhe gjyshi i tij Antoine Cesar Becquerel. (1788–1878) u përfshinë në të, të dy fizikantë; Djali i Antoine Henri Becquerel, Jacques, gjithashtu u bë fizikant, i cili "trashëgoi" katedrën e fizikës në Muzeun e Historisë Natyrore të Parisit; Becquerel e drejtoi këtë karrige për 110 vjet, nga 1838 deri në 1948.

Becquerel vendosi të testojë nëse rrezet X ishin të lidhura me fluoreshencën. Disa kripëra të uraniumit, për shembull, nitrat uranil UO 2 (NO 3) 2, shfaqin fluoreshencë të verdhë-jeshile të ndezur. Substanca të tilla ishin në laboratorin e Bekerelit, ku ai punonte. Me preparate uraniumi punonte edhe babai i tij, i cili tregoi se pas ndërprerjes së dritës së diellit, shkëlqimi i tyre zhduket shumë shpejt – në më pak se një të qindtën e sekondës. Megjithatë, askush nuk e ka kontrolluar nëse kjo shkëlqim shoqërohet me emetimin e disa rrezeve të tjera që mund të kalojnë nëpër materiale opake, siç ishte rasti me Roentgen. Kjo është pikërisht ajo që Becquerel vendosi të kontrollojë pas raportit të Poincaré. Më 24 shkurt 1896, në mbledhjen javore të Akademisë, ai tha se mori një pjatë fotografike të mbështjellë me dy shtresa letre të trashë të zezë, vendosi kristale të sulfatit uranil kaliumi të dyfishtë K 2 UO 2 (SO 4) 2 2H2O mbi të. dhe i ekspozoi të gjitha për disa orë rrezet e diellit, pastaj pas zhvillimit të pllakës fotografike mund të shihni një skicë disi të paqartë të kristaleve në të. Nëse një monedhë ose një figurë e prerë nga kallaji vendoset midis pllakës dhe kristaleve, atëherë pas zhvillimit një imazh i qartë i këtyre objekteve shfaqet në pjatë.

E gjithë kjo mund të tregojë një lidhje midis fluoreshencës dhe rrezatimit me rreze X. Rrezet X të zbuluara së fundmi mund të merren shumë më thjesht - pa rreze katodike dhe tub vakum dhe tension të lartë që kërkohet për këtë, por ishte e nevojshme të kontrollohej nëse rezulton se kripa e uraniumit, kur nxehet në diell, lëshon disa lloj gazi që depërton nën letrën e zezë dhe vepron në emulsionin fotografik.Për të përjashtuar këtë mundësi, Bekereli vendosi një fletë xhami midis kripës së uraniumit dhe pllakës fotografike - ajo ende ishte e ndezur. "Prej këtu," përfundoi Becquerel mesazhin e tij të shkurtër, "mund të konkludojmë se kripa e ndritshme lëshon rreze që depërtojnë përmes letrës së zezë, të errët ndaj dritës dhe rivendosin kripërat e argjendit në pllakën fotografike." Sikur Poincaré të kishte të drejtë dhe rrezet X nga rrezet X mund të merren në një mënyrë krejtësisht të ndryshme.

Bekereli filloi të kryente shumë eksperimente për të kuptuar më mirë kushtet në të cilat shfaqen rrezet që ndriçojnë një pllakë fotografike dhe për të hetuar vetitë e këtyre rrezeve. Ai vendosi substanca të ndryshme midis kristaleve dhe pllakës fotografike - letër, qelq, alumin, bakër dhe pllaka plumbi me trashësi të ndryshme. Rezultatet ishin të njëjta me ato të marra nga Roentgen, të cilat gjithashtu mund të shërbejnë si argument në favor të ngjashmërisë së të dy rrezatimeve. Përveç dritës së drejtpërdrejtë të diellit, Bekereli ndriçoi kripën e uraniumit me dritën e reflektuar nga një pasqyrë ose e thyer nga një prizëm. Ai pranoi se rezultatet e të gjitha eksperimenteve të mëparshme nuk ishin në asnjë mënyrë të lidhura me diellin; e vetmja gjë që kishte rëndësi ishte se sa kohë ishte kripa e uraniumit pranë pllakës fotografike. Të nesërmen, Becquerel raportoi për këtë në një mbledhje të Akademisë, por, siç doli më vonë, ai bëri përfundimin e gabuar: ai vendosi që kripa e uraniumit, të paktën një herë "të ngarkuar" në dritë, atëherë është në gjendje të lëshojë rrezet depërtuese të padukshme për një kohë të gjatë.

Deri në fund të vitit, Becquerel botoi nëntë artikuj mbi këtë temë, në njërin prej tyre shkruante: “Kripëra të ndryshme uraniumi u vendosën në një kuti plumbi me mure të trasha... Të mbrojtura nga veprimi i çdo rrezatimi të njohur, këto substanca vazhduan. të lëshojë rreze që kalojnë përmes xhamit dhe letrës së zezë..., në tetë muaj.”

Këto rreze vinin nga çdo përbërje e uraniumit, madje edhe nga ato që nuk shkëlqejnë në diell. Rrezatimi nga uraniumi metalik doli të ishte edhe më i fortë (rreth 3.5 herë). U bë e qartë se rrezatimi, megjithëse i ngjashëm në disa manifestime me rrezet X, kishte fuqi më të madhe depërtuese dhe ishte disi i lidhur me uraniumin, kështu që Becquerel filloi ta quante atë "rrezet e uraniumit".

Bekereli zbuloi gjithashtu se "rrezet e uraniumit" jonizojnë ajrin, duke e bërë atë një përcjellës të elektricitetit. Pothuajse njëkohësisht, në nëntor 1896, fizikanët anglezë J. J. Thomson dhe Ernest Rutherford (zbuluan jonizimin e ajrit nën ndikimin e rrezeve X. Për të matur intensitetin e rrezatimit, Becquerel përdori një elektroskop në të cilin gjethet më të lehta të arit, të varura nga skajet e tyre dhe të ngarkuara në mënyrë elektrostatike, zmbrapsen dhe skajet e tyre të lira ndryshojnë.Nëse ajri përçon rrymë, ngarkesa kullon nga gjethet dhe ato bien - aq më shpejt aq më e lartë është përçueshmëria elektrike e ajrit dhe, për rrjedhojë, aq më i madh është intensiteti i rrezatimit.

Mbeti pyetja se si një substancë lëshon rrezatim të vazhdueshëm që nuk dobësohet për shumë muaj pa furnizimin me energji nga një burim i jashtëm. Vetë Becquerel shkroi se ai nuk ishte në gjendje të kuptonte se ku e merrte uraniumi energjinë që lëshon vazhdimisht. Për këtë çështje janë paraqitur një sërë hipotezash, ndonjëherë mjaft fantastike. Për shembull, kimisti dhe fizikani anglez William Ramsay shkroi: “... fizikanët ishin të hutuar se nga mund të vinte furnizimi i pashtershëm i energjisë në kripërat e uraniumit. Lord Kelvin ishte i prirur të supozonte se uraniumi shërben si një lloj kurthi, i cili kap energjinë rrezatuese të pazbulueshme që arrin tek ne përmes hapësirës dhe e shndërron atë në një formë të tillë që ta bëjë atë të aftë për të prodhuar efekte kimike.

Becquerel as nuk mund ta pranonte këtë hipotezë, as të dilte me diçka më të besueshme, as të braktiste parimin e ruajtjes së energjisë. Përfundoi me atë që ai hoqi dorë fare nga puna me uraniumin për ca kohë dhe mori përsipër ndarjen e vijave spektrale në një fushë magnetike. Ky efekt u zbulua pothuajse njëkohësisht me zbulimin e Bekerelit nga fizikani i ri holandez Pieter Zeeman dhe u shpjegua nga një tjetër holandez, Hendrik Anton Lorentz.

Kjo përfundoi fazën e parë të hulumtimit të radioaktivitetit. Albert Ajnshtajni e krahasoi zbulimin e radioaktivitetit me zbulimin e zjarrit, pasi ai besonte se zjarri dhe radioaktiviteti ishin po aq piketa kryesore në historinë e qytetërimit.

1. Llojet e rrezatimit radioaktiv

Kur burimet e fuqishme të rrezatimit u shfaqën në duart e studiuesve, miliona herë më të forta se uraniumi (këto ishin preparate të radiumit, poloniumit, aktiniumit), ishte e mundur të njiheshim më shumë me vetitë e rrezatimit radioaktiv. Në studimet e para mbi këtë temë morën pjesë aktive Ernest Rutherford, bashkëshortët Maria dhe Pierre Curie, A. Becquerel dhe shumë të tjerë. Para së gjithash u studiua aftësia depërtuese e rrezeve, si dhe efekti në rrezatimin e fushës magnetike. Doli se rrezatimi nuk është uniform, por është një përzierje e "rrezeve". Pierre Curie zbuloi se kur një fushë magnetike vepron mbi rrezatimin e radiumit, disa rreze devijohen ndërsa të tjerat jo. Dihej se një fushë magnetike devijon vetëm grimcat fluturuese të ngarkuara, pozitive dhe negative në drejtime të ndryshme. Bazuar në drejtimin e devijimit, ne ishim të bindur se rrezet β të devijuara ishin të ngarkuara negativisht. Eksperimentet e mëtejshme treguan se nuk kishte asnjë ndryshim thelbësor midis rrezeve katodë dhe β-rrezeve, që do të thoshte se ato përfaqësonin një rrjedhë elektronesh.

Rrezet e devijuara kishin një aftësi më të fortë për të depërtuar në materiale të ndryshme, ndërsa rrezet e pa devijuara thitheshin lehtësisht edhe nga fletë e hollë alumini - kështu sillej, për shembull, rrezatimi i elementit të ri polonium - rrezatimi i tij nuk depërtoi as përmes kartonit. muret e kutisë në të cilën ishte ruajtur droga.

Kur përdorni magnet më të fortë, doli që rrezet α janë gjithashtu të devijuara, vetëm shumë më të dobëta se rrezet β, dhe në drejtimin tjetër. Nga kjo rrjedh se ato ishin të ngarkuara pozitivisht dhe kishin një masë dukshëm më të madhe (siç u zbulua më vonë, masa e grimcave α është 7740 herë më e madhe se masa e elektronit). Ky fenomen u zbulua për herë të parë në 1899 nga A. Becquerel dhe F. Giesel. Më vonë doli se grimcat α janë bërthamat e atomeve të heliumit (nuklidi 4 He) me ngarkesë +2 dhe masë 4 njësi.Kur në vitin 1900 fizikani francez Paul Villar (1860–1934) studioi më hollësisht devijimi i rrezeve α- dhe β, ai zbuloi në rrezatimin e radiumit një lloj të tretë rrezesh që nuk devijojnë në fushat më të forta magnetike; ky zbulim u konfirmua shpejt nga Becquerel. Ky lloj rrezatimi, për analogji me rrezet alfa dhe beta, u quajt rrezet gama; emërtimi i rrezatimeve të ndryshme me shkronjat e para të alfabetit grek u propozua nga Rutherford. Rrezet gama rezultuan të jenë të ngjashme me rrezet X, d.m.th. janë rrezatim elektromagnetik, por me gjatësi vale më të shkurtra dhe për rrjedhojë më shumë energji. Të gjitha këto lloje të rrezatimit janë përshkruar nga M. Curie në monografinë e saj “Radium and Radioactivity”. Në vend të një fushe magnetike, një fushë elektrike mund të përdoret për të "ndarë" rrezatimin, vetëm grimcat e ngarkuara në të nuk do të devijohen pingul me linjat e forcës, por përgjatë tyre - drejt pllakave të devijimit.

Për një kohë të gjatë ishte e paqartë nga vijnë të gjitha këto rreze. Gjatë disa dekadave, përmes punës së shumë fizikantëve, u sqarua natyra e rrezatimit radioaktiv dhe vetitë e tij dhe u zbuluan lloje të reja radioaktiviteti.γ.

Rrezet alfa emetohen kryesisht nga bërthamat e atomeve më të rënda dhe për këtë arsye më pak të qëndrueshme (ato janë të vendosura pas plumbit në tabelën periodike). Këto janë grimca me energji të lartë. Zakonisht vërehen disa grupe grimcash α, secila prej të cilave ka një energji të përcaktuar rreptësisht. Kështu, pothuajse të gjitha grimcat α të emetuara nga bërthamat 226 Ra kanë një energji prej 4,78 MeV (megaelektron volt) dhe një pjesë e vogël e grimcave α kanë një energji prej 4,60 MeV. Një tjetër izotop i radiumit, 221 Ra, lëshon katër grupe grimcash α me energji 6.76, 6.67, 6.61 dhe 6.59 MeV. Kjo tregon praninë e disa niveleve të energjisë në bërthama; ndryshimi i tyre korrespondon me energjinë e α-kuanteve të emetuara nga bërthama. Emituesit alfa "të pastër" janë gjithashtu të njohur (për shembull, 222 Rn).

Sipas formulës E = mu 2 /2 është e mundur të llogaritet shpejtësia e grimcave α me një energji të caktuar. Për shembull, grimca 1 mol α me E= 4,78 MeV ka energji (në njësi SI) E= 4,78 10 6 eV  96500 J/(eV mol) = 4,61 10 11 J/mol dhe masa m= 0.004 kg/mol, nga ku uα 15200 km/s, që është dhjetëra mijëra herë më e shpejtë se shpejtësia e një plumbi pistolete. Grimcat alfa kanë efektin më të fortë jonizues: kur ato përplasen me ndonjë atom tjetër në një gaz, të lëngët ose të ngurtë, ato "zhveshin" elektronet prej tyre, duke krijuar grimca të ngarkuara. Në këtë rast, grimcat α humbasin energji shumë shpejt: ato mbahen edhe nga një fletë letre. Në ajër, rrezatimi α nga radiumi udhëton vetëm 3,3 cm, rrezatimi α nga toriumi - 2,6 cm, etj. Në fund të fundit, grimca α, e cila ka humbur energjinë kinetike, kap dy elektrone dhe kthehet në një atom helium. Potenciali i parë jonizues i një atomi të heliumit (He – e → He +) është 24,6 eV, i dyti (He + – e → He +2) është 54,4 eV, që është shumë më i lartë se ai i çdo atomi tjetër. Kur elektronet kapen nga grimcat α, çlirohet energji e madhe (më shumë se 7600 kJ/mol), kështu që asnjë atom i vetëm, përveç atomeve të vetë heliumit, nuk është në gjendje të mbajë elektronet e tij nëse një grimcë α është afër. .

Energjia shumë e lartë kinetike e grimcave α bën të mundur "shikimin" e tyre me sy të lirë (ose me ndihmën e një xhami zmadhues të zakonshëm), kjo u demonstrua për herë të parë në 1903 nga fizikani dhe kimisti anglez William Crookes (1832 - 1919. Ai ngjiti një kokërr kripë radiumi në majë të një gjilpëre, mezi të dukshme për syrin dhe e forcoi gjilpërën në një tub të gjerë qelqi.Në njërin skaj të këtij tubi, jo shumë larg majës së gjilpërës, ishte vendosur. një pjatë e mbuluar me një shtresë fosfori (ishte sulfur zinku), dhe në skajin tjetër kishte një xham zmadhues. Nëse e ekzaminoni fosforin në errësirë, mund të shihni: i gjithë vizioni në terren është i mbushur me shkëndija që vezullojnë dhe tani shuhet. Çdo shkëndijë është rezultat i ndikimit të një grimce α. Crookes e quajti këtë pajisje spinthariskop (nga greqishtja spintharis - shkëndija dhe skopeo - shiko, vëzhgo). Duke përdorur këtë metodë të thjeshtë të numërimit të grimcave α, një numër studimet janë kryer, për shembull, duke përdorur këtë metodë ishte e mundur të përcaktohej mjaft saktë konstanta e Avogadro.

Në bërthamë, protonet dhe neutronet mbahen së bashku nga forcat bërthamore, prandaj nuk ishte e qartë se si një grimcë alfa, e përbërë nga dy protone dhe dy neutrone, mund të largohej nga bërthama. Përgjigjja u dha në vitin 1928 nga fizikani amerikan (i cili emigroi nga BRSS në 1933) George (Georgi Antonovich) Gamow). Sipas ligjeve të mekanikës kuantike, grimcat α, si çdo grimcë me masë të vogël, kanë një natyrë valore dhe për këtë arsye ato kanë një probabilitet të vogël për të përfunduar jashtë bërthamës, në një të vogël (rreth 6 · 10–12 cm) largësi prej saj. Sapo të ndodhë kjo, grimca fillon të përjetojë zmbrapsjen e Kulombit nga një bërthamë shumë afër e ngarkuar pozitivisht.

Kryesisht janë bërthama të rënda që i nënshtrohen kalbjes alfa - më shumë se 200 prej tyre njihen; grimcat alfa emetohen nga shumica e izotopeve të elementeve pas bismutit. Njihen emetues më të lehtë alfa, kryesisht atome të elementeve të rralla të tokës. Por pse grimcat alfa fluturojnë jashtë bërthamës, dhe jo protonet individuale? Në mënyrë cilësore, kjo shpjegohet me fitimin e energjisë gjatë kalbjes α (grimcat α - bërthamat e heliumit janë të qëndrueshme). Teoria sasiore e kalbjes α u krijua vetëm në vitet 1980; në zhvillimin e saj morën pjesë edhe fizikanët vendas, duke përfshirë Lev Davidovich Landau, Arkady Beinusovich Migdal (1911-1991), kreu i departamentit të fizikës bërthamore në Universitetin Voronezh Stanislav Georgievich Kadmensky. dhe kolegët.

Largimi i një grimce alfa nga bërthama çon në bërthamën e një elementi tjetër kimik, i cili zhvendoset dy qeliza majtas në tabelën periodike. Një shembull është transformimi i shtatë izotopeve të poloniumit (ngarkesa bërthamore 84) në izotope të ndryshme të plumbit (ngarkesa bërthamore 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. Izotopet e plumbit 206 Pb, 207 Pb dhe 208 Pb janë të qëndrueshme, pjesa tjetër janë radioaktive.

Prishja beta ndodh si në bërthamat e rënda ashtu edhe në ato të lehta, siç është tritiumi. Këto grimca të lehta (elektrone të shpejta) kanë fuqi më të lartë depërtuese. Kështu, në ajër, grimcat β mund të fluturojnë disa dhjetëra centimetra, në substanca të lëngëta dhe të ngurta - nga fraksionet e një milimetri deri në rreth 1 cm. Ndryshe nga grimcat α, spektri energjetik i rrezeve β nuk është diskret. Energjia e elektroneve që ikin nga bërthama mund të ndryshojë nga pothuajse zero në një vlerë maksimale të caktuar karakteristike të një radionuklidi të caktuar. Në mënyrë tipike, energjia mesatare e grimcave β është shumë më e vogël se ajo e grimcave α; për shembull, energjia e rrezatimit β nga 228 Ra është 0.04 MeV. Por ka përjashtime; pra rrezatimi β i nuklidit jetëshkurtër 11 Be mbart një energji prej 11,5 MeV. Për një kohë të gjatë ishte e paqartë se si grimcat fluturojnë nga atomet identike të të njëjtit element me shpejtësi të ndryshme. Kur struktura e atomit dhe bërthamës atomike u bë e qartë, lindi një mister i ri: nga vijnë grimcat β që ikin nga bërthama - në fund të fundit, nuk ka elektrone në bërthamë. Pasi fizikani anglez James Chadwick zbuloi neutronin në 1932, fizikanët rusë Dmitry Dmitrievich Ivanenko (1904–1994) dhe Igor Evgenievich Tamm dhe në mënyrë të pavarur fizikani gjerman Werner Heisenberg sugjeruan që bërthamat atomike përbëhen nga protone dhe neutron. Në këtë rast, grimcat β duhet të formohen si rezultat i procesit intranuklear të shndërrimit të një neutroni në një proton dhe një elektron: n → p + e. Masa e një neutroni është pak më e madhe se masa e kombinuar e një protoni dhe një elektroni, një masë e tepërt, në përputhje me formulën e Ajnshtajnit E = mc 2, jep energjinë kinetike të një elektroni që ikën nga bërthama, prandaj β-zbërthimi vërehet kryesisht në bërthamat me një numër të tepërt neutronesh. Për shembull, nuklidi 226 Ra është një emetues α, dhe të gjithë izotopet më të rënda të radiumit (227 Ra, 228 Ra, 229 Ra dhe 230 Ra) janë β-emetues.

Mbeti për të zbuluar pse grimcat β, ndryshe nga grimcat α, kanë një spektër të vazhdueshëm energjetik, që do të thotë se disa prej tyre kanë energji shumë të ulët, ndërsa të tjerat kanë energji shumë të lartë (dhe në të njëjtën kohë lëvizin me një shpejtësi afër shpejtësia e dritës). Për më tepër, energjia totale e të gjitha këtyre elektroneve (ajo u mat duke përdorur një kalorimetër) doli të ishte më pak se diferenca në energjinë e bërthamës origjinale dhe produktit të prishjes së saj. Edhe një herë, fizikanët u përballën me një "shkelje" të ligjit të ruajtjes së energjisë: një pjesë e energjisë së bërthamës origjinale u zhduk në një vend të panjohur. Ligji fizik i palëkundshëm u "shpëtua" në 1931 nga fizikani zviceran Wolfgang Pauli, i cili sugjeroi që gjatë zbërthimit β dy grimca fluturojnë nga bërthama: një elektron dhe një grimcë neutrale hipotetike - një neutrino me masë pothuajse zero, e cila largon. energji e tepërt. Spektri i vazhdueshëm i rrezatimit β shpjegohet me shpërndarjen e energjisë midis elektroneve dhe kësaj grimce. Neutrinot (siç doli më vonë, i ashtuquajturi antineutrino elektronik formohet gjatë zbërthimit beta) ndërveprojnë shumë dobët me materien (për shembull, ato shpojnë lehtësisht diametrin e globit dhe madje edhe një yll të madh) dhe për këtë arsye nuk u zbuluan për një kohë të gjatë. për një kohë të gjatë - neutrinot e lira eksperimentalisht u regjistruan vetëm në vitin 1956 Kështu, skema e rafinuar e zbërthimit beta është si më poshtë: n → p +. Teoria sasiore e β-zbërthimit, e bazuar në idetë e Paulit për neutrinot, u zhvillua në vitin 1933 nga fizikani italian Enrico Fermi, i cili propozoi gjithashtu emrin neutrino (në italisht "neutron").

Shndërrimi i një neutroni në një proton gjatë zbërthimit beta praktikisht nuk e ndryshon masën e nuklidit, por rrit ngarkesën e bërthamës me një. Rrjedhimisht, formohet një element i ri, i cili zhvendoset një qelizë në të djathtë në tabelën periodike, për shembull: →, →, →, etj. (një elektron dhe një antineutrino fluturojnë nga bërthama në të njëjtën kohë).

2. Llojet e tjera të radioaktivitetit

Përveç zbërthimit alfa dhe beta, njihen edhe lloje të tjera të transformimeve spontane radioaktive. Në vitin 1938, fizikani amerikan Louis Walter Alvarez zbuloi një lloj të tretë të transformimit radioaktiv - kapjen e elektroneve (E-capture). Në këtë rast, bërthama kap një elektron nga shtresa energjetike më e afërt me të (K-predha). Kur një elektron ndërvepron me një proton, formohet një neutron dhe një neutrino fluturon jashtë bërthamës, duke marrë energjinë e tepërt. Shndërrimi i një protoni në një neutron nuk e ndryshon masën e nuklidit, por zvogëlon ngarkesën e bërthamës me një. Rrjedhimisht, formohet një element i ri, i vendosur një qelizë në të majtë në tabelën periodike, për shembull, merret një nukleid i qëndrueshëm (ishte në këtë shembull që Alvarez zbuloi këtë lloj radioaktiviteti).

Gjatë kapjes së K në shtresën elektronike të një atomi, një elektron nga një nivel më i lartë energjie "zbret" në vendin e elektronit të zhdukur, energjia e tepërt ose lirohet në formën e rrezeve X ose shpenzohet në largimin nga atomi i një ose më shumë elektroneve të lidhur më dobët - të ashtuquajturat elektrone Auger, të quajtur sipas fizikanit francez Pierre Auger (1899–1993), i cili zbuloi këtë efekt në 1923 (ai përdori rrezatimin jonizues për të rrëzuar elektronet e brendshme).

Në vitin 1940, Georgy Nikolaevich Flerov (1913-1990) dhe Konstantin Antonovich Petrzhak (1907-1998), duke përdorur shembullin e uraniumit, zbuluan ndarje spontane, në të cilën një bërthamë e paqëndrueshme zbërthehet në dy bërthama më të lehta, masat e të cilave nuk ndryshojnë shumë. shumë, për shembull: → + + 2n. Ky lloj kalbjeje vërehet vetëm në uranium dhe elementë më të rëndë - më shumë se 50 nuklide në total. Në rastin e uraniumit, ndarja spontane ndodh shumë ngadalë: jetëgjatësia mesatare e një atomi 238 U është 6.5 miliardë vjet. Në vitin 1938, fizikani dhe kimisti gjerman Otto Hahn, radiokimisti dhe fizikanti austriak Lise Meitner (elementi Mt - meitnerium është emëruar pas saj) dhe kimisti fizik gjerman Fritz Strassmann (1902–1980) zbuluan se kur bombardoheshin nga neutronet e neutronit, ndahen në fragmente dhe ato të emetuara nga neutronet mund të shkaktojnë ndarje të bërthamave fqinje të uraniumit, gjë që çon në një reaksion zinxhir). Ky proces shoqërohet me çlirimin e energjisë së madhe (në krahasim me reaksionet kimike), e cila çoi në krijimin e armëve bërthamore dhe ndërtimin e termocentraleve bërthamore.

Në vitin 1934, vajza e Marie Curie, Irène Joliot-Curie dhe burri i saj Frédéric Joliot-Curie zbuluan zbërthimin e pozitronit. Në këtë proces, një nga protonet e bërthamës shndërrohet në një neutron dhe një antielektron (pozitron) - një grimcë me të njëjtën masë, por të ngarkuar pozitivisht; në të njëjtën kohë, një neutrino fluturon nga bërthama: p → n + e + + 238. Masa e bërthamës nuk ndryshon, por ndodh një zhvendosje, ndryshe nga β – prishja, në të majtë, prishja β+ është karakteristikë e bërthamave me një tepricë e protoneve (të ashtuquajturat bërthama me mungesë neutron). Kështu, izotopet e rënda të oksigjenit 19 O, 20 O dhe 21 O β - janë aktive, dhe izotopet e tij të lehta 14 O dhe 15 O β + janë aktive, për shembull: 14 O → 14 N + e + + 238. Ashtu si antigrimcat , pozitronet shkatërrohen (asgjësohen) menjëherë kur takohen me elektrone me formimin e dy kuanteve γ. Prishja e pozitronit shpesh konkurron me kapjen e K.

Në vitin 1982, u zbulua radioaktiviteti i protonit: emetimi i një protoni nga një bërthamë (kjo është e mundur vetëm për disa bërthama të prodhuara artificialisht me energji të tepërt). Në vitin 1960, kimisti fizik Vitaly Iosifovich Goldansky (1923-2001) parashikoi teorikisht radioaktivitetin me dy proton: nxjerrjen e dy protoneve me rrotullime të çiftëzuara nga një bërthamë. Është vërejtur për herë të parë në vitin 1970. Radioaktiviteti me dy neutrone gjithashtu vërehet shumë rrallë (zbuluar në 1979).

Në vitin 1984, u zbulua radioaktiviteti i grumbullimit (nga grupi anglez - tufë, tufë). Në këtë rast, ndryshe nga ndarja spontane, bërthama zbërthehet në fragmente me masa shumë të ndryshme, p.sh. vështirë për t'u zbuluar për një kohë të gjatë.

Disa bërthama janë në gjendje të kalbet në drejtime të ndryshme. Për shembull, 221 Rn zbërthehet 80% me emetimin e grimcave α dhe 20% me grimcat β; shumë izotope të elementeve të rralla të tokës (137 Pr, 141 Nd, 141 Pm, 142 Sm, etj.) prishen ose nga kapja e elektroneve ose me emetim pozitron. Llojet e ndryshme të rrezatimit radioaktiv shpesh (por jo gjithmonë) shoqërohen nga rrezatimi γ. Kjo ndodh sepse bërthama që rezulton mund të ketë energji të tepërt, nga e cila lëshohet duke lëshuar rreze gama. Energjia e rrezatimit γ shtrihet në një gamë të gjerë, për shembull, gjatë zbërthimit të 226 Ra është e barabartë me 0.186 MeV, dhe gjatë zbërthimit të 11 Be ajo arrin 8 MeV.

Pothuajse 90% e 2500 bërthamave atomike të njohura janë të paqëndrueshme. Një bërthamë e paqëndrueshme shndërrohet në mënyrë spontane në bërthama të tjera, duke lëshuar grimca. Kjo veti e bërthamave quhet radioaktivitet. Në bërthamat e mëdha, paqëndrueshmëria lind për shkak të konkurrencës midis tërheqjes së nukleoneve nga forcat bërthamore dhe zmbrapsjes së Kulonit të protoneve. Nuk ka bërthama të qëndrueshme me një numër ngarkese Z > 83 dhe një numër masiv A > 209. Por bërthamat atomike me vlera dukshëm më të ulëta të numrave Z dhe A mund të jenë gjithashtu radioaktive. Nëse bërthama përmban dukshëm më shumë protone sesa neutrone, atëherë paqëndrueshmëria shkaktohet nga një tepricë e energjisë së ndërveprimit të Kulonit. Bërthamat që do të përmbajnë një tepricë të madhe të neutroneve mbi numrin e protoneve rezultojnë të jenë të paqëndrueshme për faktin se masa e neutronit tejkalon masën e protonit. Një rritje në masën e bërthamës çon në një rritje të energjisë së saj.

Fenomeni i radioaktivitetit u zbulua në vitin 1896 nga fizikani francez A. Becquerel, i cili zbuloi se kripërat e uraniumit lëshojnë rrezatim të panjohur që mund të depërtojë në pengesat e errëta ndaj dritës dhe të shkaktojë nxirje të emulsionit fotografik. Dy vjet më vonë, fizikanët francezë M. dhe P. Curie zbuluan radioaktivitetin e toriumit dhe zbuluan dy elementë të rinj radioaktivë - polonium dhe radium.

Në vitet pasuese, shumë fizikanë, duke përfshirë E. Rutherford dhe studentët e tij, studiuan natyrën e rrezatimit radioaktiv. U zbulua se bërthamat radioaktive mund të lëshojnë grimca të tre llojeve: të ngarkuara pozitivisht dhe negativisht dhe neutrale. Këto tre lloje rrezatimi quheshin rrezatim α-, β- dhe γ. Këto tre lloje të rrezatimit radioaktiv ndryshojnë shumë nga njëri-tjetri në aftësinë e tyre për të jonizuar atomet e materies dhe, për rrjedhojë, në aftësinë e tyre depërtuese. Rrezatimi α ka më pak aftësi depërtuese. Në ajër në kushte normale, rrezet α përshkojnë një distancë prej disa centimetrash. Rrezet β absorbohen shumë më pak nga materia. Ata janë në gjendje të kalojnë nëpër një shtresë alumini disa milimetra të trashë. Rrezet γ kanë aftësinë më të madhe depërtuese, të afta të kalojnë nëpër një shtresë plumbi 5–10 cm të trashë.

Në dekadën e dytë të shekullit të 20-të, pas zbulimit të strukturës bërthamore të atomeve nga E. Rutherford, u vërtetua me vendosmëri se radioaktiviteti është një veti e bërthamave atomike. Hulumtimet kanë treguar se rrezet α përfaqësojnë një rrjedhë të grimcave α - bërthamat e heliumit, rrezet β janë një rrjedhë elektronesh, rrezet γ janë rrezatim elektromagnetik me valë të shkurtër me një gjatësi vale jashtëzakonisht të shkurtër λ.< 10 –10 м и вследствие этого – ярко выраженными корпускулярными свойствами, т.е. является потоком частиц – γ-квантов.

3. Kalbja alfa

Prishja alfa është shndërrimi spontan i një bërthame atomike me numrin e protoneve Z dhe neutroneve N në një bërthamë tjetër (bijë) që përmban numrin e protoneve Z – 2 dhe neutroneve N – 2. Në këtë rast, një grimcë α emetohet - bërthama e një atomi heliumi. Një shembull i një procesi të tillë është α-prishja e radiumit: Grimcat alfa të emetuara nga bërthamat e atomeve të radiumit u përdorën nga Rutherford në eksperimentet mbi shpërndarjen nga bërthamat e elementeve të rënda. Shpejtësia e grimcave α të emetuara gjatë kalbjes α të bërthamave të radiumit, e matur nga lakimi i trajektores në një fushë magnetike, është afërsisht 1,5 10 7 m/s, dhe energjia kinetike korresponduese është rreth 7,5 10 -13 J ( afërsisht 4. 8 MeV). Kjo vlerë mund të përcaktohet lehtësisht nga vlerat e njohura të masave të bërthamave të nënës dhe vajzës dhe bërthamës së heliumit. Megjithëse shpejtësia e grimcës α që shpëton është e madhe, ajo është ende vetëm 5% e shpejtësisë së dritës, kështu që kur llogaritni, mund të përdorni një shprehje jo-relativiste për energjinë kinetike. Hulumtimet kanë treguar se një substancë radioaktive mund të lëshojë grimca alfa me disa energji diskrete. Kjo shpjegohet me faktin se bërthamat mund të jenë, si atomet, në gjendje të ndryshme të ngacmuara. Bërthama e bijës mund të përfundojë në një nga këto gjendje të ngacmuara gjatë kalbjes α.

Gjatë kalimit të mëvonshëm të kësaj bërthame në gjendjen bazë, lëshohet një γ-kuant. Një diagram i zbërthimit α të radiumit me emetimin e grimcave α me dy vlera të energjive kinetike është paraqitur në Fig. 2. Kështu, α-prishja e bërthamave shoqërohet në shumë raste nga rrezatimi γ.

Në teorinë e kalbjes α, supozohet se brenda bërthamave mund të formohen grupe që përbëhen nga dy protone dhe dy neutrone, d.m.th. grimca α. Bërthama amë është një pus potencial për grimcat α, i cili kufizohet nga një pengesë potenciale. Energjia e grimcës α në bërthamë nuk është e mjaftueshme për të kapërcyer këtë pengesë (Fig. 3). Ikja e një grimce alfa nga bërthama është e mundur vetëm për shkak të një fenomeni mekanik kuantik të quajtur efekti i tunelit. Sipas mekanikës kuantike, ekziston një probabilitet jo zero që një grimcë të kalojë nën një pengesë potenciale. Fenomeni i tunelit është i natyrës probabiliste.

4. Zbërthimi beta

Gjatë zbërthimit beta, një elektron nxirret nga bërthama. Elektronet nuk mund të ekzistojnë brenda bërthamave; ato lindin gjatë zbërthimit beta si rezultat i transformimit të një neutroni në një proton. Ky proces mund të ndodhë jo vetëm brenda bërthamës, por edhe me neutronet e lira. Jetëgjatësia mesatare e një neutroni të lirë është rreth 15 minuta. Gjatë zbërthimit, një neutron shndërrohet në një proton dhe një elektron

Matjet kanë treguar se në këtë proces ka një shkelje të dukshme të ligjit të ruajtjes së energjisë, pasi energjia totale e protonit dhe elektronit që rezulton nga prishja e një neutroni është më e vogël se energjia e neutronit. Në vitin 1931, W. Pauli sugjeroi që gjatë zbërthimit të një neutroni, një grimcë tjetër me masë dhe ngarkesë zero lirohet, e cila merr një pjesë të energjisë. Grimca e re quhet neutrino (neutron i vogël). Për shkak të mungesës së ngarkesës dhe masës së një neutrine, kjo grimcë ndërvepron shumë dobët me atomet e materies, kështu që është jashtëzakonisht e vështirë të zbulohet në eksperiment. Aftësia jonizuese e neutrinos është aq e vogël sa që një ngjarje jonizuese në ajër ndodh afërsisht 500 km larg rrugës. Kjo grimcë u zbulua vetëm në vitin 1953. Tashmë dihet se ekzistojnë disa lloje neutrinos. Gjatë zbërthimit të një neutroni krijohet një grimcë, e cila quhet antineutrino elektronike. Tregohet nga simboli. Prandaj, reaksioni i kalbjes së neutronit shkruhet në formë

Një proces i ngjashëm ndodh brenda bërthamave gjatë kalbjes β. Një elektron i formuar si rezultat i prishjes së një prej neutroneve bërthamore nxirret menjëherë nga "shtëpia prindërore" (bërthama) me shpejtësi të madhe, e cila mund të ndryshojë nga shpejtësia e dritës vetëm me një fraksion të përqindjes. Meqenëse shpërndarja e energjisë së çliruar gjatë zbërthimit β midis elektronit, neutrinës dhe bërthamës së bijës është e rastësishme, β-elektronet mund të kenë shpejtësi të ndryshme në një gamë të gjerë.

Gjatë β-zbërthimit, numri i ngarkesës Z rritet me një, por numri masiv A mbetet i pandryshuar. Bërthama bijë rezulton të jetë bërthama e njërit prej izotopeve të elementit, numri serial i të cilit në tabelën periodike është një më i lartë se numri serial i bërthamës origjinale. Një shembull tipik i kalbjes β është transformimi i izotonit të toriumit që rezulton nga kalbja α e uraniumit në paladium.

5. Kalbja e gamës

Ndryshe nga radioaktiviteti α- dhe β, radioaktiviteti γ i bërthamave nuk shoqërohet me një ndryshim në strukturën e brendshme të bërthamës dhe nuk shoqërohet me një ndryshim në numrin e ngarkesës ose masës. Si gjatë kalbjes α- dhe β, bërthama e bijës mund të gjendet në një gjendje të ngacmuar dhe të ketë një tepricë të energjisë. Kalimi i një bërthame nga një gjendje e ngacmuar në një gjendje bazë shoqërohet me emetimin e një ose më shumë kuanteve γ, energjia e të cilave mund të arrijë disa MeV.

6. Ligji i zbërthimit radioaktiv

Çdo mostër e një lënde radioaktive përmban një numër të madh atomesh radioaktive. Meqenëse zbërthimi radioaktiv është i rastësishëm në natyrë dhe nuk varet nga kushtet e jashtme, ligji i uljes së numrit N(t) të bërthamave që nuk janë zbërthyer në një kohë të caktuar t mund të shërbejë si një karakteristikë e rëndësishme statistikore e procesit të zbërthimit radioaktiv.

Lëreni që numri i bërthamave të pazbërthyera N(t) të ndryshojë me ΔN gjatë një periudhe të shkurtër kohore Δt< 0. Так как вероятность распада каждого ядра неизменна во времени, что число распадов будет пропорционально количеству ядер N(t) и промежутку времени Δt:

Koeficienti i proporcionalitetit λ është probabiliteti i zbërthimit bërthamor në kohën Δt = 1 s. Kjo formulë do të thotë se shpejtësia e ndryshimit të funksionit N(t) është drejtpërdrejt proporcionale me vetë funksionin.

ku N 0 është numri fillestar i bërthamave radioaktive në t = 0. Gjatë kohës τ = 1 / λ, numri i bërthamave të pazbërthyera do të ulet me e ≈ 2,7 herë. Vlera τ quhet jetëgjatësia mesatare e një bërthame radioaktive.

Për përdorim praktik, është e përshtatshme të shkruhet ligji i zbërthimit radioaktiv në një formë tjetër, duke përdorur numrin 2 në vend të e si bazë:

Vlera T quhet gjysma e jetës. Gjatë kohës T, gjysma e numrit fillestar të bërthamave radioaktive kalbet. Madhësitë T dhe τ lidhen me relacionin

Gjysma e jetës është sasia kryesore që karakterizon shkallën e zbërthimit radioaktiv. Sa më e shkurtër të jetë gjysma e jetës, aq më intensiv është prishja. Pra, për uranium T ≈ 4.5 miliardë vjet, dhe për radium T ≈ 1600 vjet. Prandaj, aktiviteti i radiumit është shumë më i lartë se ai i uraniumit. Ka elementë radioaktivë me gjysmë jetëgjatësi prej një fraksioni të sekondës.

Gjatë kalbjes α- dhe β-radioaktive, bërthama e bijës gjithashtu mund të bëhet e paqëndrueshme. Prandaj, janë të mundshme një sërë zbërthimesh radioaktive të njëpasnjëshme, të cilat përfundojnë në formimin e bërthamave të qëndrueshme. Ka disa seri të tilla në natyrë. Më e gjata është një seri e përbërë nga 14 prishje të njëpasnjëshme (8 kalbje alfa dhe 6 prishje beta). Kjo seri përfundon me një izotop të qëndrueshëm të plumbit (Fig. 5).

Në natyrë, ka disa seri të tjera radioaktive të ngjashme me seritë. Dihet gjithashtu një seri që fillon me neptunium, që nuk gjendet në kushte natyrore dhe përfundon me bismut. Kjo seri zbërthimesh radioaktive ndodh në reaktorët bërthamorë.

Rregulli i kompensimit. Rregulli i zhvendosjes specifikon saktësisht se çfarë transformimesh pëson një element kimik kur lëshon rrezatim radioaktiv.

7. Seritë radioaktive

Rregulli i zhvendosjes bëri të mundur gjurmimin e transformimeve të elementeve radioaktive natyrore dhe ndërtimin prej tyre të tre pemëve familjare, paraardhësit e të cilave janë uraniumi-238, uraniumi-235 dhe toriumi-232. Çdo familje fillon me një element radioaktiv jashtëzakonisht jetëgjatë. Familja e uraniumit, për shembull, kryesohet nga uraniumi me një numër masiv prej 238 dhe një gjysmë jetëgjatësi prej 4,5·10 9 vjet (në Tabelën 1, në përputhje me emrin origjinal, i caktuar si uranium I).

Tabela 1. Familja radioaktive e uraniumit
Element radioaktiv Z Element kimik A

Lloji i rrezatimit

Gjysem jete
Urani I 92 Urani 238  4.510 9 vjet
Uranium X 1 90 Thorium 234  24.1 ditë
Uranium X 2
Uraniumi Z

Protaktinium

Protaktinium

  – (99,88%)
 (0,12%)
Urani II 92 Urani 234  2.510 5 vjet
Jonium 90 Thorium 230  810 4 vjet
Radiumi 88 Radiumi 226  1620 vjet
Radoni 86 Radoni 222  3.8 ditë
Radiumi A 84 Poloniumi 218  3.05 min
Radiumi B 82 Plumbi 214  26.8 min
83
83 		Bismut
Bismut		 214
214

 (99,96%)

(0,04%)
Radiumi C 84 Poloniumi 214  1,610 –4 s
Radiumi C 81 Taliumi 210  1.3 min
Radiumi D 82 Plumbi 210  25 vjet
Radiumi E 83 Bismut 210  4.85 ditë
Radiumi F 84 Poloniumi 210  138 ditë
Radiumi G 82 Plumbi 206 E qëndrueshme

Familja e uraniumit. Shumica e vetive të transformimeve radioaktive të diskutuara më sipër mund të gjurmohen tek elementët e familjes së uraniumit. Për shembull, anëtari i tretë i familjes shfaq izomerizëm bërthamor. Uraniumi X 2, duke lëshuar grimca beta, kthehet në uranium II (T = 1,14 min). Kjo korrespondon me zbërthimin beta të gjendjes së ngacmuar të protaktinium-234. Megjithatë, në 0.12% të rasteve, protaktinium-234 i ngacmuar (uranium X 2) lëshon një kuantë gama dhe kalon në gjendjen bazë (uranium Z). Zbërthimi beta i uraniumit Z, i cili gjithashtu çon në formimin e uraniumit II, ndodh në 6.7 orë.

Radiumi C është interesant sepse mund të kalbet në dy mënyra: duke emetuar një grimcë alfa ose beta. Këto procese konkurrojnë me njëra-tjetrën, por në 99,96% të rasteve ndodh prishja beta me formimin e radiumit C. Në 0.04% të rasteve, radiumi C lëshon një grimcë alfa dhe kthehet në radium C (RaC). Nga ana tjetër, RaC dhe RaC shndërrohen në radium D nga emetimi i grimcave alfa dhe beta, përkatësisht.

Izotopet. Midis anëtarëve të familjes së uraniumit, ka nga ata atomet e të cilëve kanë të njëjtin numër atomik (të njëjtën ngarkesë bërthamore) dhe numra të ndryshëm në masë. Ato janë identike në vetitë kimike, por ndryshojnë në natyrën e radioaktivitetit. Për shembull, radiumi B, radiumi D dhe radiumi G, të cilët kanë të njëjtin numër atomik 82 si plumbi, janë të ngjashëm me plumbin në sjelljen kimike. Është e qartë se vetitë kimike nuk varen nga numri i masës; ato përcaktohen nga struktura e predhave elektronike të atomit (prandaj, Z). Nga ana tjetër, numri i masës është kritik për stabilitetin bërthamor të vetive radioaktive të një atomi. Atomet me të njëjtin numër atomik dhe numra të ndryshëm në masë quhen izotope. Izotopet e elementeve radioaktive u zbuluan nga F. Soddy në vitin 1913, por së shpejti F. Aston, duke përdorur spektroskopinë masive, vërtetoi se shumë elementë të qëndrueshëm kanë gjithashtu izotope.

8. Efekti i rrezatimit radioaktiv te njerëzit

Rrezatimi radioaktiv i të gjitha llojeve (alfa, beta, gama, neutronet), si dhe rrezatimi elektromagnetik (rrezet X) kanë një efekt biologjik shumë të fortë në organizmat e gjallë, i cili konsiston në proceset e ngacmimit dhe jonizimit të atomeve dhe molekulave që bëjnë lart qelizat e gjalla. Nën ndikimin e rrezatimit jonizues, shkatërrohen molekulat komplekse dhe strukturat qelizore, gjë që çon në dëmtimin e trupit nga rrezatimi. Prandaj, kur punoni me çdo burim rrezatimi, është e nevojshme të merren të gjitha masat për të mbrojtur njerëzit që mund të ekspozohen ndaj rrezatimit.

Megjithatë, një person mund të ekspozohet ndaj rrezatimit jonizues në shtëpi. Gazi radioaktiv inert, i pangjyrë, radoni mund të përbëjë një rrezik serioz për shëndetin e njeriut.Siç mund të shihet nga diagrami i paraqitur në figurën 5, radoni është produkt i kalbjes α të radiumit dhe ka një gjysmë jete T = 3,82 ditë. Radiumi gjendet në sasi të vogla në tokë, gurë dhe struktura të ndryshme ndërtimi. Megjithë jetëgjatësinë relativisht të shkurtër, përqendrimi i radonit plotësohet vazhdimisht për shkak të prishjeve të reja të bërthamave të radiumit, kështu që radoni mund të grumbullohet në hapësira të mbyllura. Pasi në mushkëri, radoni lëshon grimca α dhe kthehet në polonium, i cili nuk është një substancë kimikisht inerte. Ajo që vijon është një zinxhir transformimesh radioaktive të serisë së uraniumit (Fig. 5). Sipas Komisionit Amerikan për Sigurinë dhe Kontrollin e Rrezatimit, një person mesatar merr 55% të rrezatimit jonizues nga radoni dhe vetëm 11% nga kujdesi mjekësor. Kontributi i rrezeve kozmike është afërsisht 8%. Doza totale e rrezatimit që një person merr gjatë jetës së tij është shumë herë më e vogël se doza maksimale e lejuar (MAD), e cila përcaktohet për njerëzit në profesione të caktuara që i nënshtrohen ekspozimit shtesë ndaj rrezatimit jonizues.

9. Zbatimi i izotopeve radioaktive

Një nga studimet më të shquara të kryera duke përdorur "atomet e etiketuar" ishte studimi i metabolizmit në organizma. Është vërtetuar se në një kohë relativisht të shkurtër trupi i nënshtrohet rinovimit pothuajse të plotë. Atomet që e përbëjnë atë zëvendësohen me të reja. Vetëm hekuri, siç kanë treguar eksperimentet në studimet e izotopeve të gjakut, është një përjashtim nga ky rregull. Hekuri është pjesë e hemoglobinës së qelizave të kuqe të gjakut. Kur atomet e hekurit radioaktiv u futën në ushqim, u zbulua se oksigjeni i lirë i çliruar gjatë fotosintezës fillimisht ishte pjesë e ujit, jo dioksidi i karbonit. Izotopet radioaktive përdoren në mjekësi si për diagnostikim ashtu edhe për qëllime terapeutike. Natriumi radioaktiv, i injektuar në sasi të vogla në gjak, përdoret për të studiuar qarkullimin e gjakut; jodi depozitohet intensivisht në gjëndrën tiroide, veçanërisht në sëmundjen e Graves. Duke vëzhguar depozitimin e jodit radioaktiv duke përdorur një matës, një diagnozë mund të bëhet shpejt. Doza të mëdha të jodit radioaktiv shkaktojnë shkatërrim të pjesshëm të indeve në zhvillim jonormal, dhe për këtë arsye jodi radioaktiv përdoret për trajtimin e sëmundjes së Graves. Rrezatimi intensiv gama i kobaltit përdoret në trajtimin e kancerit (pistoleta kobalt).

Jo më pak të gjera janë aplikimet e izotopeve radioaktive në industri. Një shembull i kësaj është metoda e mëposhtme për monitorimin e konsumimit të unazës së pistonit në motorët me djegie të brendshme. Duke rrezatuar unazën e pistonit me neutrone, ato shkaktojnë reaksione bërthamore në të dhe e bëjnë atë radioaktive. Kur motori funksionon, grimcat e materialit unazë hyjnë në vajin lubrifikues. Duke ekzaminuar nivelin e radioaktivitetit në vaj pas një kohe të caktuar të funksionimit të motorit, përcaktohet veshja e unazës. Izotopet radioaktive bëjnë të mundur gjykimin e difuzionit të metaleve, proceseve në furrat e shpërthimit etj.

Rrezatimi i fuqishëm gama nga barnat radioaktive përdoret për të ekzaminuar strukturën e brendshme të derdhjeve metalike në mënyrë që të zbulohen defektet në to.

Izotopet radioaktive përdoren gjithnjë e më shumë në bujqësi. Rrezatimi i farave të bimëve (pambuku, lakra, rrepka, etj.) me doza të vogla të rrezeve gama nga barnat radioaktive çon në një rritje të dukshme të rendimentit. Dozat e mëdha të rrezatimit shkaktojnë mutacione në bimë dhe mikroorganizma, gjë që në disa raste çon në shfaqjen e mutantëve me veti të reja të vlefshme (përzgjedhja e radios).Kështu u zhvilluan varietete të vlefshme të grurit, fasuleve dhe kulturave të tjera dhe u përdorën mikroorganizma shumë produktivë. u përftuan në prodhimin e antibiotikëve. Rrezatimi gama nga izotopet radioaktive përdoret gjithashtu për të luftuar insektet e dëmshme dhe për ruajtjen e ushqimit. "Atomet e etiketuara" përdoren gjerësisht në teknologjinë bujqësore. Për shembull, për të zbuluar se cili pleh fosfori absorbohet më mirë nga bimore, plehra të ndryshëm etiketohen me fosfor radioaktiv 15 32 P. Hulumtimi Pastaj bimët testohen për radioaktivitet dhe mund të përcaktohet sasia e fosforit që kanë thithur nga llojet e ndryshme të plehrave.

Një aplikim interesant i radioaktivitetit është metoda e datimit të gjetjeve arkeologjike dhe gjeologjike nga përqendrimi i izotopeve radioaktive. Metoda më e përdorur e takimit është takimi me radiokarbon. Një izotop i paqëndrueshëm i karbonit shfaqet në atmosferë për shkak të reaksioneve bërthamore të shkaktuara nga rrezet kozmike. Një përqindje e vogël e këtij izotopi gjendet në ajër së bashku me izotopin e zakonshëm të qëndrueshëm.Bimët dhe organizmat e tjerë marrin karbonin nga ajri dhe i grumbullojnë të dy izotopet në të njëjtat përmasa si në ajër. Pasi bimët vdesin, ato ndalojnë konsumimin e karbonit dhe izotopi i paqëndrueshëm shndërrohet gradualisht në azot si rezultat i β-kalbjes me një gjysmë jetëgjatësi prej 5730 vjetësh. Duke matur me saktësi përqendrimin relativ të karbonit radioaktiv në mbetjet e organizmave të lashtë, mund të përcaktohet koha e vdekjes së tyre.


Lista e literaturës së përdorur

1. Doktrina e radioaktivitetit. Historia dhe moderniteti. M. Nauka, 1973 2. Rrezatimi bërthamor në shkencë dhe teknologji. M. Nauka, 1984 Furman V.I. 3. Zbërthimi alfa dhe reaksionet bërthamore të lidhura me to. M. Nauka, 1985

4. Landsberg G.S. Libër shkollor fillor i fizikës. Vëllimi III. – M.: Nauka, 19865. Seleznev Yu. A. Bazat e fizikës elementare. –M.: Nauka, 1964.6. CD ROM "Enciklopedia e Madhe e Kirilit dhe Metodit", 1997.

7. Curie M., Radioaktiviteti, përkth. nga frëngjishtja, botimi i dytë, M. - L., 1960

8. Murin A.N., Hyrje në radioaktivitet, Leningrad, 1955

9. Davydov A.S., Teoria e bërthamës atomike, M., 1958

10. Gaisinsky M.N., Kimia bërthamore dhe aplikimet e saj, përkth. nga frengjishtja, M., 1961

11. Fizikë Bërthamore Eksperimentale, bot. E. Segre, përkth. nga anglishtja, vëll.3, M., 1961; Mjetet e INTERNETIT

Rrëshqitja 2

Në biologji dhe mjekësi - në industri - në bujqësi - në arkiologji

Rrëshqitja 3

Izotopet në mjekësi dhe biologji

  • Rrëshqitja 4

    Tabela 1. Karakteristikat kryesore të radionuklideve - γ-emetuesit për përdorim për qëllime diagnostike

    Rrëshqitja 5

    Rrëshqitja 6

    Co60 përdoret për trajtimin e tumoreve malinje të vendosura si në sipërfaqen e trupit ashtu edhe brenda trupit. Për trajtimin e tumoreve të vendosura sipërfaqësisht (për shembull, kanceri i lëkurës), kobalti përdoret në formën e tubave që aplikohen në tumor, ose në formën e gjilpërave që injektohen në të. Tubat dhe gjilpërat që përmbajnë radiokobalt mbahen në këtë pozicion derisa tumori të shkatërrohet. Në këtë rast, indi i shëndetshëm që rrethon tumorin nuk duhet të vuajë shumë. Nëse tumori ndodhet thellë në trup (kanceri i stomakut ose i mushkërive), përdoren pajisje γ-pajisje speciale që përmbajnë kobalt radioaktiv. Ky instalim krijon një rreze të ngushtë, shumë të fuqishme rrezesh γ, e cila drejtohet në vendin ku ndodhet tumori. Rrezatimi nuk shkakton dhimbje, pacientët nuk e ndjejnë atë.

    Rrëshqitja 7

    Kamera dixhitale radiografike për pajisje fluorografike KRTS 01-"PONI"

    Rrëshqitja 8

    Mamografi është një sistem mamografik modern, me dozë të ulët rrezatimi dhe rezolucion të lartë, i cili siguron imazhe me cilësi të lartë të gjirit të nevojshëm për një diagnozë të saktë.

    Rrëshqitja 9

    Pajisja dixhitale fluorografike FC-01 "Electron" është menduar për kryerjen e ekzaminimeve masive parandaluese me rreze X të popullatës me qëllim zbulimin në kohë të tuberkulozit, kancerit dhe sëmundjeve të tjera pulmonare me ekspozim të ulët rrezatimi.

    Rrëshqitja 10

    tomografi i kompjuterizuar Tomografia e kompjuterizuar është një metodë e ekzaminimit me rreze x shtresë pas shtrese të organeve dhe indeve. Ai bazohet në përpunimin kompjuterik të imazheve të shumta me rreze X të shtresës tërthore të marra në kënde të ndryshme.

    Rrëshqitja 11

    Brakiterapia nuk është një operacion radikal, por pothuajse ambulator, gjatë të cilit ne injektojmë kokrra titani që përmbajnë një izotop në organin e prekur. Ky nuklid radioaktiv e vret tumorin deri në vdekje. Në Rusi, deri më tani vetëm katër klinika e kryejnë një operacion të tillë, dy prej të cilave në Moskë, Obninsk dhe Ekaterinburg, megjithëse vendit i duhen 300-400 qendra ku përdoret brakiterapia.

    Rrëshqitja 12

    Izotopet në industri

  • Rrëshqitja 13

    Kontrolli i konsumimit të unazave të pistonit në motorët me djegie të brendshme. Duke rrezatuar unazën e pistonit me neutrone, ato shkaktojnë reaksione bërthamore në të dhe e bëjnë atë radioaktive. Kur motori funksionon, grimcat e materialit unazë hyjnë në vajin lubrifikues. Duke ekzaminuar nivelin e radioaktivitetit në vaj pas një kohe të caktuar të funksionimit të motorit, përcaktohet veshja e unazës.

    Rrëshqitja 14

    Rrezatimi i fuqishëm y i barnave përdoret për të studiuar strukturën e brendshme të derdhjeve metalike në mënyrë që të zbulohen defektet në to.

    Rrëshqitja 15

    Materialet radioaktive bëjnë të mundur gjykimin e difuzionit të materialeve, proceseve në furrat e shpërthimit etj.

    Rrëshqitja 16

    Izotopet në bujqësi

  • Rrëshqitja 17

    Rrezatimi i farave të bimëve (pambuku, lakra, rrepka etj.) me doza të vogla të rrezeve y nga barnat radioaktive çon në një rritje të dukshme të rendimentit.

    Rrëshqitja 18

    Doza të mëdha rrezatimi shkaktojnë mutacione në bimë dhe mikroorganizma, gjë që në disa raste sjell shfaqjen e mutantëve me veti të reja të vlefshme (përzgjedhja e radios). Kështu u zhvilluan varietetet e vlefshme të grurit, fasuleve dhe kulturave të tjera. Kështu u zhvilluan varietete të vlefshme gruri, fasule dhe kultura të tjera dhe u përftuan mikroorganizma shumë produktivë që përdoren në prodhimin e antibiotikëve.

    Rrëshqitja 19

    Rrezatimi gama nga izotopet radioaktive përdoret gjithashtu për të kontrolluar insektet e dëmshme dhe për ruajtjen e ushqimit.

    Rrëshqitja 20

    Izotopet në arkiologji

  • Rrëshqitja 21

    Metoda e karbonit radioaktiv ka marrë një aplikim interesant për përcaktimin e moshës së objekteve antike me origjinë organike (dru, qymyr, pëlhura, etj.). Bimët përmbajnë gjithmonë izotopin e karbonit radioaktiv B 166C me gjysmë jetëgjatësi T=5700 vjet. Formohet në atmosferën e Tokës në sasi të vogla nga azoti nën ndikimin e neutroneve. Këto të fundit lindin për shkak të reaksioneve bërthamore të shkaktuara nga grimcat e shpejta që hyjnë në atmosferë nga hapësira (rrezet kozmike). Duke u kombinuar me oksigjenin, ky karbon formon dioksid karboni, i cili përthithet nga bimët dhe nëpërmjet tyre nga kafshët. Një gram karbon nga mostrat e reja të pyjeve lëshon rreth pesëmbëdhjetë grimca B në sekondë.

    Rrëshqitja 22

    Pas vdekjes së organizmit, rimbushja e tij me karbon radioaktiv ndalon. Sasia e disponueshme e këtij izotopi zvogëlohet për shkak të radioaktivitetit. Duke përcaktuar përqindjen e karbonit radioaktiv në mbetjet organike, është e mundur të përcaktohet mosha e tyre nëse ajo shtrihet në intervalin nga 1000 në 50,000 dhe madje deri në 100,000 vjet. Në këtë mënyrë njihet epoka e mumieve egjiptiane, mbetjeve të zjarreve prehistorike etj.

    Shikoni të gjitha rrëshqitjet

    Dërgoni punën tuaj të mirë në bazën e njohurive është e thjeshtë. Përdorni formularin e mëposhtëm

    Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do t'ju jenë shumë mirënjohës.

    Postuar ne http://www.allbest.ru/

    Institucion arsimor autonom shtetëror

    arsimi i mesëm profesional -

    Kolegji Shtetëror i Shkencave Humane dhe Teknologjisë në Novokuybyshevsk

    Ese

    sipas disiplinës:"kimia"

    Tema: “Përdorimi i izotopeve radioaktive në teknologji”

    Grazhdankina Daria Igorevna

    Studentët e vitit të parë grupi 16

    specialiteti 230115

    2013

    1. Çfarë janë izotopet dhe prodhimi i tyre

    Bibliografi

    zbulimi i defektit të atomit të izotopit radioaktiv

    1. Çfarë janë izotopet?

    Izotopet janë varietete të çdo elementi kimik në tabelën periodike D.I. Mendeleev, me pesha të ndryshme atomike. Izotopet e ndryshme të çdo elementi kimik kanë të njëjtin numër protonesh në bërthamë dhe të njëjtin numër elektronesh në shtresën e atomit, kanë të njëjtin numër atomik dhe zënë vende të caktuara në tabelën D.I., karakteristikë e një elementi të caktuar kimik. Mendelejevi. Dallimi në peshën atomike midis izotopeve shpjegohet me faktin se bërthamat e atomeve të tyre përmbajnë numër të ndryshëm neutronesh.

    Izotopet radioaktive janë izotope të çdo elementi të tabelës periodike të D.I. Mendeleev, atomet e të cilit kanë bërthama të paqëndrueshme dhe kalojnë në një gjendje të qëndrueshme përmes zbërthimit radioaktiv të shoqëruar nga rrezatimi. Për elementët me numër atomik më të madh se 82, të gjithë izotopët janë radioaktivë dhe kalbet nga zbërthimi alfa ose beta. Këto janë të ashtuquajturat izotope radioaktive natyrore, që zakonisht gjenden në natyrë. Atomet e formuara gjatë zbërthimit të këtyre elementeve, nëse kanë një numër atomik mbi 82, nga ana tjetër i nënshtrohen zbërthimit radioaktiv, produktet e të cilit mund të jenë edhe radioaktive. Rezulton të jetë një zinxhir sekuencial, ose një e ashtuquajtur familje izotopesh radioaktive. Janë të njohura tre familje radioaktive natyrore, të quajtura sipas elementit të parë të serisë, familjet e uraniumit, toriumit dhe aktinouraniumit (ose aktiniumit). Familja e uraniumit përfshin radiumin dhe radonin. Elementi i fundit i secilës seri shndërrohet si rezultat i kalbjes në një nga izotopet e qëndrueshme të plumbit me numër serik 82. Përveç këtyre familjeve, njihen edhe disa izotope radioaktive natyrore të elementeve me numër serik më të vogël se 82. Këto janë kaliumi- 40 dhe disa të tjerë. Nga këto, kalium-40 është i rëndësishëm, pasi gjendet në çdo organizëm të gjallë.

    Izotopet radioaktive të të gjithë elementëve kimikë mund të merren artificialisht.

    Ka disa mënyra për t'i marrë ato. Izotopet radioaktive të elementeve si stroncium, jod, brom dhe të tjerë, që zënë vendet e mesme në tabelën periodike, janë produkte të ndarjes së bërthamës së uraniumit. Nga një përzierje e produkteve të tilla të marra në një reaktor bërthamor, ato izolohen duke përdorur metoda radiokimike dhe metoda të tjera. Izotopet radioaktive të pothuajse të gjithë elementëve mund të prodhohen në një përshpejtues grimcash duke bombarduar atome të caktuara të qëndrueshme me protone ose deutone. Një metodë e zakonshme e prodhimit të izotopeve radioaktive nga izotopet e qëndrueshme të të njëjtit element është rrezatimi i tyre me neutrone në një reaktor bërthamor. Metoda bazohet në të ashtuquajturin reaksion të kapjes së rrezatimit. Nëse një substancë rrezatohet me neutrone, këto të fundit, duke mos pasur ngarkesë, mund t'i afrohen lirisht bërthamës së një atomi dhe, si të thuash, "ngjiten" me të, duke formuar një bërthamë të re të të njëjtit element, por me një neutron shtesë. Në këtë rast, një sasi e caktuar energjie lirohet në formën e rrezatimit gama, prandaj procesi quhet kapje e rrezatimit. Bërthamat me një tepricë të neutroneve janë të paqëndrueshme, kështu që izotopi që rezulton është radioaktiv. Me përjashtime të rralla, izotopet radioaktive të çdo elementi mund të merren në këtë mënyrë.

    Kur një izotop prishet, mund të formohet një izotop që është gjithashtu radioaktiv. Për shembull, stroncium-90 shndërrohet në ittrium-90, barium-140 në lantanum-140, etj.

    Elementet transuranium të panjohur në natyrë me numër serik më të madh se 92 (neptunium, plutonium, americium, curium, etj.), izotopet e të cilëve janë të gjithë radioaktivë, janë marrë artificialisht. Njëri prej tyre krijon një familje tjetër radioaktive - familjen neptunium.

    Gjatë funksionimit të reaktorëve dhe përshpejtuesve, në materialet dhe pjesët e këtyre instalimeve dhe pajisjeve përreth formohen izotope radioaktive. Ky “aktivitet i nxitur”, i cili vazhdon pak a shumë gjatë pasi instalimet kanë ndërprerë funksionimin, përfaqëson një burim të padëshiruar rrezatimi. Aktiviteti i nxitur ndodh gjithashtu në një organizëm të gjallë të ekspozuar ndaj neutroneve, për shembull gjatë një aksidenti ose një shpërthimi atomik.

    Aktiviteti i izotopeve radioaktive matet në njësi Curie ose derivatet e tij - millicurie dhe microcurie.

    Për sa i përket vetive kimike dhe fiziko-kimike, izotopet radioaktive praktikisht nuk ndryshojnë nga elementët natyrorë; përzierja e tyre me asnjë substancë nuk e ndryshon sjelljen e saj në një organizëm të gjallë.

    Është e mundur të zëvendësohen izotopet e qëndrueshme në komponime të ndryshme kimike me atome të tillë të etiketuar. Vetitë e këtyre të fundit nuk do të ndryshojnë si rezultat dhe nëse futen në trup, ato do të sillen si substanca të zakonshme dhe të paetiketuara. Megjithatë, falë rrezatimit, është e lehtë të zbulohet prania e tyre në gjak, inde, qeliza etj. Izotopet radioaktive në këto substanca shërbejnë kështu si tregues, ose tregues të shpërndarjes dhe fatit të substancave të futura në trup. Kjo është arsyeja pse ata quhen "gjurmues radioaktivë". Një shumëllojshmëri e komponimeve inorganike dhe organike të etiketuara me izotopë të ndryshëm radioaktivë janë sintetizuar për diagnostikimin e radioizotopeve dhe për studime të ndryshme eksperimentale.

    2. Zbatimi i izotopeve radioaktive në teknologji

    Një nga studimet më të shquara të kryera duke përdorur "atomet e etiketuar" ishte studimi i metabolizmit në organizma. Është vërtetuar se në një kohë relativisht të shkurtër trupi i nënshtrohet rinovimit pothuajse të plotë. Atomet që e përbëjnë atë zëvendësohen me të reja. Vetëm hekuri, siç kanë treguar eksperimentet në studimet e izotopeve të gjakut, është një përjashtim nga ky rregull. Hekuri është pjesë e hemoglobinës së qelizave të kuqe të gjakut. Kur atomet e hekurit radioaktiv u futën në ushqim, u zbulua se oksigjeni i lirë i çliruar gjatë fotosintezës fillimisht ishte pjesë e ujit, jo dioksidi i karbonit. Shtrirja e aplikimit të izotopeve radioaktive në industri është e gjerë. Një shembull i kësaj është metoda e mëposhtme për monitorimin e konsumimit të unazës së pistonit në motorët me djegie të brendshme. Duke rrezatuar unazën e pistonit me neutrone, ato shkaktojnë reaksione bërthamore në të dhe e bëjnë atë radioaktive. Kur motori funksionon, grimcat e materialit unazë hyjnë në vajin lubrifikues. Duke ekzaminuar nivelin e radioaktivitetit në vaj pas një kohe të caktuar të funksionimit të motorit, përcaktohet veshja e unazës. Izotopet radioaktive bëjnë të mundur gjykimin e difuzionit të metaleve, proceseve në furrat e shpërthimit etj.

    Rrezatimi i fuqishëm gama nga barnat radioaktive përdoret për të ekzaminuar strukturën e brendshme të derdhjeve metalike në mënyrë që të zbulohen defektet në to.

    Izotopet radioaktive që lëshojnë rreze gama mund të përdoren në vend të njësive të mëdha të rrezeve X për produktet transndriçuese, pasi vetitë e rrezeve gama janë të ngjashme me vetitë e rrezeve X. Një burim i rrezeve gama vendoset në njërën anë të produktit që testohet dhe filmi fotografik vendoset në anën tjetër. Kjo metodë e testimit quhet zbulimi i gabimeve gama. Në këtë mënyrë, aktualisht kontrollohen derdhjet me ngjyra dhe me ngjyra, produktet e gatshme (produktet e çelikut deri në 300 mm të trasha) dhe cilësia e saldimeve. Me ndihmën e izotopeve radioaktive, është e lehtë të matet trashësia e një shiriti metalik ose fletëve metalike të mbështjellë në lëvizje dhe pa kontakt dhe automatikisht të mbahet një trashësi konstante. Një burim i grimcave beta vendoset nën rripin lëvizës që del nga poshtë rrotullave të makinës. Prandaj, një ndryshim në trashësinë e shiritit çon në një ndryshim në rrymën në njehsor. Kjo rrymë përforcohet dhe dërgohet ose në një pajisje matëse ose në një makinë automatike, e cila do t'i afrojë menjëherë rrotullat ose, anasjelltas, do t'i largojë ato. Pajisjet e këtij lloji përdoren gjithashtu në industrinë e letrës, gomës dhe lëkurës. Janë krijuar burime radioizotopike të energjisë elektrike. Ata përdorin nxehtësinë e krijuar në një mostër që thith rrezatimin. Me ndihmën e termoelementeve, kjo nxehtësi shndërrohet në rrymë elektrike. Një burim që peshon disa kilogramë siguron fuqi prej disa dhjetëra vat për 10 vjet funksionim të pandërprerë. Burime të tilla përdoren për të fuqizuar fenerët automatikë dhe stacionet automatike të motit që funksionojnë në zona të vështira për t'u arritur. Burime më të fuqishme u instaluan në roverët hënorë sovjetikë të nisur në Hënë. Ata punuan me besueshmëri në temperatura nga -140 në +120.

    Një nga studimet më të shquara të kryera duke përdorur "atomet e etiketuar" ishte studimi i metabolizmit në organizma. Është vërtetuar se në një kohë relativisht të shkurtër trupi i nënshtrohet rinovimit pothuajse të plotë. Atomet që e përbëjnë atë zëvendësohen me të reja. Vetëm hekuri, siç kanë treguar eksperimentet në studimet e izotopeve të gjakut, është një përjashtim nga ky rregull. Hekuri është pjesë e hemoglobinës së qelizave të kuqe të gjakut. Kur atomet e hekurit radioaktiv u futën në ushqim, u zbulua se oksigjeni i lirë i çliruar gjatë fotosintezës fillimisht ishte pjesë e ujit, jo dioksidi i karbonit. Izotopet radioaktive përdoren në mjekësi si për diagnostikim ashtu edhe për qëllime terapeutike. Natriumi radioaktiv, i injektuar në sasi të vogla në gjak, përdoret për të studiuar qarkullimin e gjakut; jodi depozitohet intensivisht në gjëndrën tiroide, veçanërisht në sëmundjen e Graves. Duke vëzhguar depozitimin e jodit radioaktiv duke përdorur një matës, një diagnozë mund të bëhet shpejt. Doza të mëdha të jodit radioaktiv shkaktojnë shkatërrim të pjesshëm të indeve në zhvillim jonormal, dhe për këtë arsye jodi radioaktiv përdoret për trajtimin e sëmundjes së Graves. Rrezatimi intensiv gama i kobaltit përdoret në trajtimin e kancerit (pistoleta kobalt).

    Lista e literaturës së përdorur

    1. Gaisinsky M.N., Kimia bërthamore dhe aplikimet e saj, përkth. nga frengjishtja, M., 1961

    2. Fizikë Bërthamore Eksperimentale, ed. E. Segre, përkth. nga anglishtja, vëll.3, M., 1961; Mjetet e INTERNETIT

    Postuar në Allbest.ru

    Dokumente të ngjashme

      Thelbi i fenomenit të radioaktivitetit, historia e zbulimit dhe studimit të tij, njohuritë moderne, rëndësia dhe zbatimi i tij në fusha të ndryshme. Llojet e rrezatimit radioaktiv, karakteristikat dhe veçoritë e tyre dalluese. Rendi dhe fazat e kalbjes alfa, beta, gama.

      puna e kursit, shtuar 05/10/2009

      Radioaktiviteti natyror shkaktohet nga izotopet radioaktive natyrale të pranishme në të gjitha shtresat e tokës. Paraardhësit e izotopeve radioaktive që bëjnë pjesë në familjet radioaktive janë radiumi dhe toriumi.

      puna e kursit, shtuar 25.11.2008

      Ligji i zbërthimit radioaktiv. Përcaktimi i joneve të elementeve kimike. Metoda e titrimit radiometrik, hollimi i izotopeve, analiza e aktivizimit, përcaktimi i përmbajtjes së elementeve kimike nga rrezatimi i izotopeve radioaktive natyrore të tyre.

      prezantim, shtuar 05/07/2016

      Përcaktimi i përmbajtjes relative të izotopeve të plutoniumit duke analizuar spektrat, raportin sasior të përmbajtjes së izotopit përgjatë vijave të identifikuara. Vlerësimi i gjetjes së uljeve dhe seksioneve lineare të spektrit. Llogaritja e gabimit të përmbajtjes.

      puna e kursit, shtuar 23.08.2016

      Seritë radioaktive natyrore dhe artificiale. Llojet e zbërthimit radioaktiv. Seria kryesore radioaktive e vërejtur në natyrë. Karakteristikat e serisë së toriumit, neptunit, radiumit, aktiniumit. Shndërrimet radioaktive të bërthamave. Zinxhirët e njëpasnjëshëm të nuklideve.

      prezantim, shtuar 30.05.2015

      Karakteristikat e vetive kimike dhe fizike të hidrogjenit. Dallimet në masën atomike midis izotopeve të hidrogjenit. Konfigurimi i shtresës së vetme elektronike të një atomi hidrogjeni neutral, të pangacmuar. Historia e zbulimit, dukuri në natyrë, metodat e prodhimit.

      prezantim, shtuar më 14.01.2011

      Karakteristikat e vetive kimike të aktinideve. Përcaktimi sasior i elementeve të transplutoniumit. Ndarja me precipitim me reagentë inorganikë dhe organikë. Metodat për izolimin dhe ndarjen e elementeve të transplutoniumit. Marrja e uraniumit metalik.

      abstrakt, shtuar 10/03/2010

      Parimet e përgjithshme të klasifikimit të substancave komplekse dhe të thjeshta inorganike. Madhësitë atomike dhe lidhja e tyre me pozicionin në tabelën periodike të elementeve. Koncepti i shpërbërjes elektrike dhe zgjidhjeve të elektroliteve. Lidhja e hidrogjenit dhe sensorët e membranës.

      test, shtuar 02/01/2011

      Metodat e jonizimit dhe shintilimit të rrezatimit radioaktiv. Përcaktimi i joneve të elementeve kimike në tretësirë ​​duke përdorur reagjentë radioaktivë. Koha optimale për regjistrimin e rrezatimit. Metoda e analizës së titrimit radiometrik dhe aktivizimit.

      puna e kursit, shtuar 05/07/2016

      Vetitë fiziko-kimike të acidit acetik. Karakteristikat e procesit të oksidimit të aldehidit. Metoda për prodhimin e acetaldehidit dhe etanalit. Parimet për llogaritjen e sasisë së nënprodukteve të formuara gjatë prodhimit të acidit acetik. Thelbi i metodës Kolbe.

    Përgatitja dhe aplikimi i izotopeve radioaktive Nxënësi i grupit 1 BC Galtsova Vlada

    ISOTOPET janë varietete të të njëjtit element kimik që janë të ngjashëm në vetitë e tyre fiziko-kimike, por kanë masa atomike të ndryshme. Një atom i çdo elementi kimik përbëhet nga një bërthamë e ngarkuar pozitivisht dhe një re e elektroneve të ngarkuar negativisht që e rrethojnë atë (shih gjithashtu Bërthama e Atomit). Pozicioni i një elementi kimik në tabelën periodike të Mendelejevit (numri i tij serial) përcaktohet nga ngarkesa e bërthamës së atomeve të tij. Prandaj, izotopet quhen varietete të të njëjtit element kimik, atomet e të cilëve kanë të njëjtën ngarkesë bërthamore (dhe, për rrjedhojë, praktikisht të njëjtat predha elektronike), por ndryshojnë në vlerat e masës bërthamore. Sipas shprehjes figurative të F. Soddy, atomet e izotopeve janë të njëjtë "jashtë", por të ndryshëm "brenda".

    Historia e zbulimit të izotopeve Dëshmia e parë që substancat që kanë të njëjtën sjellje kimike mund të kenë veti të ndryshme fizike u mor nga studimi i transformimeve radioaktive të atomeve të elementeve të rënda. Në 1906-07, rezultoi se produkti i zbërthimit radioaktiv të uraniumit - joni dhe produkti i zbërthimit radioaktiv të toriumit - radiotoriumi, kanë të njëjtat veti kimike si toriumi, por ndryshojnë prej tij në masën atomike dhe karakteristikat e kalbjes radioaktive. Në vitin 1932, u zbulua neutroni - një grimcë që nuk ka ngarkesë, me një masë afër masës së bërthamës së një atomi hidrogjeni - një proton, dhe u krijua një model proton-neutron i bërthamës. Si rezultat, shkenca ka vendosur përkufizimin përfundimtar modern të konceptit të izotopeve

    Prodhimi i izotopeve radioaktive Izotopet radioaktive prodhohen në reaktorët bërthamorë dhe përshpejtuesit e grimcave

    Aplikimi i izotopeve radioaktive biologjisë mjekësi industria arkeologjike bujqësore

    Izotopet radioaktive në biologji. Një nga studimet më të shquara të kryera duke përdorur "atomet e etiketuar" ishte studimi i metabolizmit në organizma.

    Izotopet radioaktive në mjekësi Për diagnostikim dhe për qëllime terapeutike. Natriumi radioaktiv përdoret për të studiuar qarkullimin e gjakut. Jodi depozitohet intensivisht në gjëndrën tiroide, veçanërisht në sëmundjen e Graves.

    Izotopet radioaktive në fermë Rrezatimi i farave të bimëve (pambuk, lakër, rrepkë). Rrezatimi shkakton mutacione në bimë dhe mikroorganizma.

    Izotopet radioaktive në arkeologji Një aplikim interesant për përcaktimin e moshës së objekteve antike me origjinë organike (dru, qymyr). Kjo metodë përdoret për të përcaktuar moshën e mumieve egjiptiane dhe mbetjet e zjarreve parahistorike.

    Izotopet radioaktive në industri Një metodë për monitorimin e konsumimit të unazave të pistonit në motorët me djegie të brendshme. Lejon të gjykojë shpërndarjen e metaleve dhe proceset në furrat e shpërthimit

    Akullthyesi bërthamor "Lenin" u krijua në 1959. Kontrollimi i shkallës së dozës së rrezatimit në ambientet e tij.

    Puna me substanca radioaktive duke përdorur një manipulues

    "Ether" - një konvertues radioizotop për pajisjet e fuqisë të vendosura në hapësirën e jashtme dhe në det

    Studimi i saldimeve duke përdorur rrezatim γ. Rrezatimi i produkteve bujqësore për të rritur rendimentin e tyre

    Shpërndarja e fosforit radioaktiv të shtuar në plehrat në gjethet e domates.Kuti doreza për punën me lëndë radioaktive.

    Pajisja e terapisë gama. Studimi i gjëndrës tiroide duke përdorur jod radioaktiv

    Institucioni arsimor komunal "Shkolla e mesme Pobedinskaya" rrethi Shegarsky, rajoni Tomsk

    ÇERTIFIKIMI SHTETËROR (FINAL) I MATURITUARVE TË KLASËS IX

    ABSTRAKT MBI FIZIKËN

    FENOMENI I RADIOAKTIVITETIT. RËNDËSIA E SAJ NË SHKENCË, TEKNOLOGJI, Mjekësi

    E përfunduar: Dadaev Aslan, nxënës i klasës së 9-të

    Mbikëqyrësi: Gagarina Lyubov Alekseevna, mësuese e fizikës

    Pobeda 2010

    1. Hyrje…………………………………………………………………faqe 1

    2. Fenomeni i radioaktivitetit……………………………………….................faqe 2

    2.1.Zbulimi i radioaktivitetit………………………………………………………….faqe 2

    2.2. Burimet e rrezatimit………………………………………………….. faqe 6

    3. Prodhimi dhe përdorimi i izotopeve radioaktive………………..faqe 8

    3.1. Përdorimi i izotopeve në mjekësi……………………………………………………………………………………………………………………………………………….

    3.2. Izotopet radioaktive në bujqësi…………………faqe 10

    3.3. Kronometria e rrezatimit………………………………………fq.11

    3.4. Aplikimi i izotopeve radioaktive në industri...fq. 12

    3.5. Përdorimi i izotopeve në shkencë…………………………………faqe 12

    4. Përfundim……………………………………………………………faqe 13

    5. Literatura……………………………………………………..faqe 14

    PREZANTIMI

    Ideja e atomeve si grimca të vogla të pandryshueshme të materies u shkatërrua nga zbulimi i elektronit, si dhe fenomeni i kalbjes radioaktive natyrore të zbuluar nga fizikani francez A. Becquerel. Një kontribut të rëndësishëm në studimin e këtij fenomeni dhanë fizikantët e shquar francezë Maria Sklodowska-Curie dhe Pierre Curie.

    Radioaktiviteti natyror ka ekzistuar për miliarda vjet dhe është fjalë për fjalë kudo. Rrezatimi jonizues ekzistonte në Tokë shumë kohë përpara origjinës së jetës në të dhe ishte i pranishëm në hapësirë ​​përpara shfaqjes së vetë Tokës. Materialet radioaktive kanë qenë pjesë e Tokës që nga lindja e saj. Çdo person është pak radioaktiv: në indet e trupit të njeriut, një nga burimet kryesore të rrezatimit natyror është kaliumi - 40 dhe rubidium - 87, dhe nuk ka asnjë mënyrë për t'i hequr qafe ato.

    Duke kryer reaksione bërthamore duke bombarduar bërthamat e atomeve të aluminit me grimca a, fizikanët e famshëm francezë Frederic dhe Irene Curie-Joliot arritën të krijojnë artificialisht bërthama radioaktive në vitin 1934. Radioaktiviteti artificial në thelb nuk ndryshon nga radioaktiviteti natyror dhe i bindet të njëjtave ligje.

    Aktualisht, izotopet radioaktive artificiale prodhohen në mënyra të ndryshme. Më i zakonshmi është rrezatimi i një objektivi (droga radioaktive e ardhshme) në një reaktor bërthamor. Është e mundur të rrezatohet një objektiv me grimca të ngarkuara në instalime speciale ku grimcat përshpejtohen në energji të larta.

    Synimi: zbuloni se në cilat fusha të jetës përdoret dukuria e radioaktivitetit.

    Detyrat:

    · Të studiojë historinë e zbulimit të radioaktivitetit.

    · Zbuloni se çfarë ndodh me një substancë gjatë rrezatimit radioaktiv.

    · Zbuloni se si të merrni izotope radioaktive dhe ku do të përdoren.

    · Të zhvillojnë aftësi për të punuar me literaturë shtesë.

    · Kryen një prezantim kompjuterik të materialit.

    PJESA KRYESORE

    2. Dukuria e radioaktivitetit

    2.1.Zbulimi i radioaktivitetit

    Histori radioaktiviteti filloi me punën e fizikanit francez Henri Becquerel mbi luminescencën dhe rrezet X në 1896.

    Zbulimi i radioaktivitetit, dëshmia më e habitshme e strukturës komplekse të atomit .

    Duke komentuar zbulimin e Roentgenit, shkencëtarët supozojnë se rrezet X lëshohen gjatë fosforeshencës, pavarësisht nga prania e rrezeve katodike. A. Becquerel vendosi të testojë këtë hipotezë. Duke e mbështjellë pjatën fotografike me letër të zezë, ai vendosi mbi të një pllakë metalike në formë të çuditshme të veshur me një shtresë kripe uraniumi. Pasi e ekspozoi atë në rrezet e diellit për katër orë, Becquerel zhvilloi pllakën fotografike dhe pa mbi të siluetën e saktë të një figure metalike. Ai përsëriti eksperimentet me variacione të mëdha, duke marrë printime të një monedhe dhe një çelësi. Të gjitha eksperimentet konfirmuan hipotezën që po testohej, të cilën Becquerel e raportoi më 24 shkurt në një takim të Akademisë së Shkencave. Sidoqoftë, Becquerel nuk ndalon eksperimentet, duke përgatitur gjithnjë e më shumë opsione të reja.

    Henri Becquerel Welhelm Conrad Roentgen

    Më 26 shkurt 1896, moti mbi Paris u përkeqësua dhe pllakat e përgatitura fotografike me copa kripe uraniumi duhej të vendoseshin në një sirtar të errët tavoline derisa të dilte dielli. Ai u shfaq mbi Paris më 1 mars dhe eksperimentet mund të vazhdonin. Duke marrë të dhënat, Becquerel vendosi t'i zhvillonte ato. Pasi zhvilloi pllakat, shkencëtari pa silueta të mostrave të uraniumit mbi to. Duke mos kuptuar asgjë, Becquerel vendosi të përsëriste eksperimentin e rastësishëm.

    Ai vendosi dy pjata në një kuti rezistente ndaj dritës, u hodhi kripë uraniumi, duke vendosur fillimisht xhami në njërën prej tyre dhe një pjatë alumini në tjetrën. E gjithë kjo ishte në një dhomë të errët për pesë orë, pas së cilës Becquerel zhvilloi pllakat fotografike. Dhe mirë, siluetat e mostrave janë përsëri të dukshme. Kjo do të thotë se disa rreze formohen në kripërat e uraniumit. Duken si rreze X, por nga vijnë? Një gjë është e qartë: nuk ka asnjë lidhje midis rrezeve X dhe fosforeshencës.

    Ai e raportoi këtë në një mbledhje të Akademisë së Shkencave më 2 mars 1896, duke ngatërruar plotësisht të gjithë anëtarët e saj.

    Becquerel vërtetoi gjithashtu se intensiteti i rrezatimit nga e njëjta mostër nuk ndryshon me kalimin e kohës dhe se rrezatimi i ri është i aftë të shkarkojë trupa të elektrizuar.

    Shumica e anëtarëve të Akademisë së Parisit, pas raportit të radhës të Bekerelit në mbledhjen e 26 marsit, besuan se ai kishte të drejtë.

    Dukuria e zbuluar nga Bekereli u quajt radioaktiviteti, me sugjerimin e Maria Sklodowska-Curie.

    Maria Skłodowska – Curie

    Radioaktiviteti - aftësia e atomeve të disa elementeve kimike për të emetuar në mënyrë spontane.

    Në 1897, Maria, ndërsa ndiqte disertacionin e doktoraturës, pasi kishte zgjedhur një temë për kërkime - zbulimi i Bekerelit (Pierre Curie këshilloi gruan e tij të zgjidhte këtë temë), vendosi të gjejë përgjigjen e pyetjes: cili është burimi i vërtetë i uraniumit rrezatimi? Për këtë qëllim, ajo vendos të ekzaminojë një numër të madh mostrash mineralesh dhe kripërash dhe të zbulojë nëse vetëm uraniumi ka vetinë të rrezatojë. Duke punuar me mostrat e toriumit, ajo zbulon se, si uraniumi, ai prodhon të njëjtat rreze dhe afërsisht të njëjtin intensitet. Kjo do të thotë se ky fenomen rezulton të jetë një pronë jo vetëm e uraniumit, dhe duhet t'i jepet një emër i veçantë. Uraniumi dhe toriumi quheshin elemente radioaktive. Puna vazhdoi me minerale të reja.

    Pierre, si fizikant, ndjen rëndësinë e punës dhe, duke lënë përkohësisht studimin e kristaleve, fillon të punojë së bashku me gruan e tij. Si rezultat i kësaj pune të përbashkët u zbuluan elementë të rinj radioaktivë: polonium, radium etj.

    Në nëntor 1903, Shoqëria Mbretërore i dha Pierre dhe Marie Curie një nga çmimet më të larta shkencore të Anglisë, Medaljen Davy.

    Më 13 nëntor, Curies dhe Becquerel morën një telegram nga Stokholmi që njoftonte se të treve iu dha Çmimi Nobel në Fizikë për zbulimet e tyre të jashtëzakonshme në fushën e radioaktivitetit.

    Puna e nisur nga Curies u mor nga studentët e tyre, mes të cilëve ishin vajza Irene dhe dhëndri Frédéric Joliot, të cilët u bënë laureatë të Çmimit Nobel për zbulimin në 1935. radioaktiviteti artificial .

    Irene dhe Frederic Curie - Joliot

    fizikantë anglezë E. Rutherford Dhe F. SodiËshtë vërtetuar se në të gjitha proceset radioaktive ndodhin transformime të ndërsjella të bërthamave atomike të elementeve kimike. Një studim i vetive të rrezatimit që shoqëron këto procese në fushat magnetike dhe elektrike tregoi se ai ndahet në grimca a, grimca b dhe rrezet g (rrezatimi elektromagnetik me një gjatësi vale shumë të shkurtër).

    E. Rutherford F. Sodi

    Disa kohë më vonë, si rezultat i studimit të karakteristikave dhe vetive të ndryshme fizike të këtyre grimcave (ngarkesa elektrike, masa, etj.), u arrit të vërtetohej se grimca b është një elektron, dhe grimca a është një atom plotësisht i jonizuar i elementi kimik helium (d.m.th. një atom helium që ka humbur të dy elektronet).

    Përveç kësaj, doli se radioaktivitetiështë aftësia e disa bërthamave atomike për t'u shndërruar në mënyrë spontane në bërthama të tjera me emetimin e grimcave.

    Për shembull, u gjetën disa lloje të atomeve të uraniumit: me masa bërthamore afërsisht të barabarta me 234 amu, 235 amu, 238 amu. dhe 239 amu Për më tepër, të gjithë këta atome kishin të njëjtat veti kimike. Ata hynë në reaksione kimike në të njëjtën mënyrë, duke formuar të njëjtat komponime.

    Disa reaksione bërthamore prodhojnë rrezatim shumë depërtues. Këto rreze depërtojnë në një shtresë plumbi të trashë disa metra. Ky rrezatim është një rrymë grimcash të ngarkuara neutralisht. Këto grimca janë emërtuar neutronet.

    Disa reaksione bërthamore prodhojnë rrezatim shumë depërtues. Këto rreze vijnë në lloje të ndryshme dhe kanë fuqi të ndryshme depërtuese. Për shembull, fluksi neutron depërton përmes një shtrese plumbi të trashë disa metra.

    2.2. Burimet e rrezatimit

    Rrezatimi është shumë i shumtë dhe i larmishëm, por ne mund të dallojmë rreth shtatë burimet e saj kryesore.

    Burimi i parëështë Toka jonë. Ky rrezatim shpjegohet me praninë e elementeve radioaktive në Tokë, përqendrimi i të cilave ndryshon shumë në vende të ndryshme.

    Burimi i dytë rrezatim - hapësirë, nga ku një rrymë grimcash me energji të lartë bie vazhdimisht në Tokë. Burimet e rrezatimit kozmik janë shpërthimet yjore në Galaxy dhe ndezjet diellore.

    Burimi i tretë Rrezatimi janë materiale natyrore radioaktive të përdorura nga njerëzit për ndërtimin e objekteve rezidenciale dhe industriale. Mesatarisht, norma e dozës brenda ndërtesave është 18% - 50% më e madhe se jashtë. Një person kalon tre të katërtat e jetës së tij brenda. Një person që qëndron vazhdimisht në një dhomë të ndërtuar me granit mund të marrë - 400 mrem/vit, nga tulla e kuqe – 189 mrem/vit, nga betoni – 100 mrem/vit, nga druri – 30 mrem/vit.

    Së katërti Burimi i radioaktivitetit është pak i njohur për popullatën, por jo më pak i rrezikshëm. Këto janë materiale radioaktive që njerëzit përdorin në aktivitetet e përditshme.

    Bojërat për printimin e çeqeve bankare përfshijnë karbon radioaktiv, i cili siguron identifikimin e lehtë të dokumenteve të falsifikuara.

    Uraniumi përdoret për të prodhuar bojë ose smalt në qeramikë ose bizhuteri.

    Uraniumi dhe toriumi përdoren në prodhimin e qelqit.

    Dhëmbët artificialë prej porcelani janë të përforcuar me uranium dhe cerium. Në të njëjtën kohë, rrezatimi në mukozën ngjitur me dhëmbët mund të arrijë 66 rem/vit, ndërsa shkalla vjetore për të gjithë trupin nuk duhet të kalojë 0.5 rem (d.m.th. 33 herë më shumë).

    Një ekran televiziv lëshon 2-3 mrem/vit për person.

    Së pesti burimi – ndërmarrjet e transportit dhe përpunimit të lëndëve radioaktive.

    E gjashta Burimi i rrezatimit janë termocentralet bërthamore. Në termocentralet bërthamore,

    Përveç mbetjeve të ngurta, ka edhe mbetje të lëngshme (ujë të kontaminuar nga qarqet e ftohjes së reaktorit) dhe mbetje të gazta që përmbahen në dioksidin e karbonit që përdoret për ftohje.

    E shtata Burimi i rrezatimit radioaktiv janë instalimet mjekësore. Pavarësisht nga të përbashkëtat e përdorimit të tyre në praktikën e përditshme, rreziku i rrezatimit prej tyre është shumë më i madh se nga të gjitha burimet e diskutuara më sipër dhe ndonjëherë arrin dhjetëra rem. Një nga metodat e zakonshme diagnostike është një aparat me rreze X. Pra, me radiografi të dhëmbëve - 3 rem, me fluoroskopi të stomakut - e njëjta gjë, me fluorografi - 370 mrem.

    Çfarë ndodh me materien gjatë rrezatimit radioaktiv?

    Së pari, konsistenca e mahnitshme me të cilën elementët radioaktivë lëshojnë rrezatim. Gjatë ditëve, muajve, viteve, intensiteti i rrezatimit nuk ndryshon dukshëm. Nuk ndikohet nga ngrohja ose presioni i shtuar; reaksionet kimike në të cilat hyri elementi radioaktiv gjithashtu nuk ndikuan në intensitetin e rrezatimit.

    Së dyti, radioaktiviteti shoqërohet me çlirimin e energjisë dhe lirohet vazhdimisht gjatë disa viteve. Nga vjen kjo energji? Kur një substancë bëhet radioaktive, ajo përjeton disa ndryshime të thella. Supozohej se vetë atomet pësojnë transformime.

    Prania e të njëjtave veti kimike do të thotë që të gjithë këta atome kanë të njëjtin numër elektronesh në shtresën elektronike, dhe për rrjedhojë të njëjtat ngarkesa bërthamore.

    Nëse ngarkesat e bërthamave atomike janë të njëjta, atëherë këto atome i përkasin të njëjtit element kimik (pavarësisht ndryshimeve në masat e tyre) dhe kanë të njëjtin numër atomik në tabelën D.I. Mendelejevi. Quhen varietete të të njëjtit element kimik që ndryshojnë në masën e bërthamave atomike izotopet .

    3. Prodhimi dhe përdorimi i izotopeve radioaktive

    Izotopet radioaktive që gjenden në natyrë quhen natyrore. Por shumë elementë kimikë ndodhin në natyrë vetëm në një gjendje të qëndrueshme (d.m.th., radioaktive).

    Në vitin 1934, shkencëtarët francezë Irène dhe Frédéric Joliot-Curie zbuluan se izotopet radioaktive mund të krijoheshin artificialisht si rezultat i reaksioneve bërthamore. Këta izotopë u quajtën artificiale .

    Reaktorët bërthamorë dhe përshpejtuesit e grimcave zakonisht përdoren për të prodhuar izotope radioaktive artificiale. Ekziston një industri e specializuar në prodhimin e elementëve të tillë.

    Më pas, u përftuan izotopë artificialë të të gjithë elementëve kimikë. Në total, aktualisht njihen rreth 2000 izotope radioaktive, dhe 300 prej tyre janë natyralë.

    Aktualisht, izotopet radioaktive përdoren gjerësisht në fusha të ndryshme të veprimtarisë shkencore dhe praktike: teknologji, mjekësi, bujqësi, komunikim, ushtri dhe disa të tjera. Në këtë rast, të ashtuquajturat metoda e atomit të etiketuar.

    3.1.Përdorimi i izotopeve në mjekësi

    Zbatimi i izotopeve Një nga studimet më të shquara të kryera duke përdorur "atomet e shënuar" ishte studimi i metabolizmit në organizma.

    Me ndihmën e izotopeve u zbuluan mekanizmat e zhvillimit (patogjeneza) e një sërë sëmundjesh; Ato përdoren gjithashtu për të studiuar metabolizmin dhe për të diagnostikuar shumë sëmundje.

    Izotopet futen në trupin e njeriut në sasi jashtëzakonisht të vogla (të sigurta për shëndetin) dhe nuk janë në gjendje të shkaktojnë ndonjë ndryshim patologjik. Ato shpërndahen në mënyrë të pabarabartë në të gjithë trupin me anë të gjakut. Rrezatimi i prodhuar gjatë zbërthimit të një izotopi regjistrohet nga instrumente (numërues të veçantë të grimcave, fotografi) të vendosura pranë trupit të njeriut. Si rezultat, ju mund të merrni një imazh të çdo organi të brendshëm. Nga ky imazh mund të gjykohet madhësia dhe forma e këtij organi, përqendrimi i rritur ose i zvogëluar i izotopit në

    pjesët e ndryshme të saj. Ju gjithashtu mund të vlerësoni gjendjen funksionale (d.m.th., punën) e organeve të brendshme me shkallën e akumulimit dhe eliminimit të radioizotopit.

    Kështu, gjendja e qarkullimit kardiak, shpejtësia e rrjedhjes së gjakut dhe imazhi i zgavrave të zemrës përcaktohen duke përdorur komponime që përfshijnë izotopet e natriumit, jodit dhe teknetiumit; izotopet e teknetiumit dhe ksenonit përdoren për të studiuar ventilimin pulmonar dhe sëmundjet e palcës kurrizore; makroagregatet e albuminës së serumit të njeriut me një izotop të jodit përdoren për të diagnostikuar procese të ndryshme inflamatore në mushkëri, tumoret e tyre dhe për sëmundje të ndryshme të gjëndrës tiroide.

    Përdorimi i izotopeve në mjekësi

    Përqendrimi dhe funksionet ekskretuese të mëlçisë studiohen duke përdorur bojën e trëndafilit të Bengalit me një izotop jodi dhe ari. Imazhet e zorrëve dhe stomakut merren duke përdorur një izotop teknetiumi; shpretka është marrë duke përdorur qelizat e kuqe të gjakut me një izotop teknetiumi ose kromi; Sëmundjet e pankreasit diagnostikohen duke përdorur një izotop të selenit. Të gjitha këto të dhëna na lejojnë të bëjmë një diagnozë të saktë të sëmundjes.

    Duke përdorur metodën e "atomeve të etiketuara", studiohen gjithashtu anomali të ndryshme në funksionimin e sistemit të qarkullimit të gjakut dhe zbulohen tumoret (pasi në to grumbullohen disa radioizotope). Falë kësaj metode, u zbulua se në një kohë relativisht të shkurtër trupi i njeriut rinovohet pothuajse plotësisht. Përjashtimi i vetëm është hekuri, i cili është pjesë e gjakut: ai fillon të përthithet nga trupi nga ushqimi vetëm kur rezervat e tij janë varfëruar.

    Kur zgjedh një izotop, çështje të rëndësishme përfshijnë ndjeshmërinë e metodës së analizës së izotopit, si dhe llojin e zbërthimit radioaktiv dhe energjinë e rrezatimit.

    Në mjekësi, izotopet radioaktive përdoren jo vetëm për diagnostikim, por edhe për trajtimin e disa sëmundjeve, si kanceri, sëmundja e Graves, etj.

    Për shkak të përdorimit të dozave shumë të vogla të radioizotopeve, ekspozimi ndaj rrezatimit në trup gjatë diagnostikimit dhe trajtimit me rrezatim nuk përbën rrezik për pacientët.

    3.2. Izotopet radioaktive në bujqësi

    Izotopet radioaktive po përdoren gjithnjë e më shumë në bujqësia. Rrezatimi i farave të bimëve (pambuku, lakra, rrepka, etj.) me doza të vogla të rrezeve gama nga barnat radioaktive çon në një rritje të dukshme të rendimentit. Doza të mëdha rrezatimi shkaktojnë mutacione në bimë dhe mikroorganizma, gjë që në disa raste çon në shfaqjen e mutantëve me veti të reja të vlefshme ( përzgjedhja e radios). Kështu u zhvilluan varietete të vlefshme gruri, fasule dhe kultura të tjera dhe u përftuan mikroorganizma shumë produktivë që përdoren në prodhimin e antibiotikëve.

    Rrezatimi gama nga izotopet radioaktive përdoret gjithashtu për të luftuar insektet e dëmshme dhe për ruajtjen e ushqimit. "Atomet e etiketuar" përdoren gjerësisht në teknologjinë bujqësore. Për shembull, për të zbuluar se cili pleh fosforik absorbohet më mirë nga një bimë, plehra të ndryshëm etiketohen me fosfor radioaktiv. Duke ekzaminuar më pas bimët për radioaktivitet, është e mundur të përcaktohet sasia e fosforit që ato kanë përthithur nga lloje të ndryshme të plehrave.

    Metoda e karbonit radioaktiv ka marrë një aplikim interesant për përcaktimin e moshës së objekteve antike me origjinë organike (dru, qymyr, pëlhura, etj.). Bimët përmbajnë gjithmonë një izotop beta radioaktiv të karbonit me një gjysmë jetëgjatësi prej T = 5700 vjet. Formohet në atmosferën e Tokës në sasi të vogla nga azoti nën ndikimin e neutroneve. Këto të fundit lindin për shkak të reaksioneve bërthamore të shkaktuara nga grimcat e shpejta që hyjnë në atmosferë nga hapësira (rrezet kozmike). Duke u kombinuar me oksigjenin, ky karbon formon dioksid karboni, i cili përthithet nga bimët dhe nëpërmjet tyre nga kafshët.

    Izotopet përdoren gjerësisht për të përcaktuar vetitë fizike të tokës

    dhe rezervat e elementeve ushqimore bimore në të, për të studiuar ndërveprimin e tokës dhe plehrave, proceset e përthithjes së lëndëve ushqyese nga bimët dhe hyrjen e ushqimit mineral në bimë nëpërmjet gjetheve. Izotopet përdoren për të identifikuar efektin e pesticideve në organizmin e bimëve, gjë që bën të mundur përcaktimin e përqendrimit dhe kohës së trajtimit të tyre të kulturave. Duke përdorur metodën e izotopit, studiohen vetitë më të rëndësishme biologjike të kulturave bujqësore (gjatë vlerësimit dhe përzgjedhjes së materialit mbarështues) rendimenti, pjekja e hershme dhe rezistenca ndaj të ftohtit.

    NË blegtoria ata studiojnë proceset fiziologjike që ndodhin në trupin e kafshëve, analizojnë ushqimin për përmbajtjen e substancave toksike (doza të vogla të të cilave është e vështirë të përcaktohen me metoda kimike) dhe mikroelementet. Me ndihmën e izotopeve, po zhvillohen teknika për të automatizuar proceset e prodhimit, për shembull, ndarja e të korrave rrënjësore nga gurët dhe gungat e tokës gjatë korrjes me një kombinat në toka shkëmbore dhe të rënda.

    3.3.Kronometria e rrezatimit

    Disa izotope radioaktive mund të përdoren me sukses për të përcaktuar moshën e fosileve të ndryshme ( kronometria e rrezatimit). Metoda më e zakonshme dhe më efektive e kronometrisë së rrezatimit bazohet në matjen e radioaktivitetit të substancave organike, e cila shkaktohet nga karboni radioaktiv (14C).

    Hulumtimet kanë treguar se për çdo gram karbon në çdo organizëm, ndodhin 16 prishje radioaktive beta në minutë (më saktë, 15,3 ± 0,1). Pas 5730 vjetësh, në çdo gram karbon vetëm 8 atome në minutë do të kalbet, pas 11.460 vjetësh - 4 atome.

    Një gram karboni nga mostrat e reja të pyjeve lëshon rreth pesëmbëdhjetë grimca beta në sekondë. Pas vdekjes së organizmit, rimbushja e tij me karbon radioaktiv ndalon. Sasia e disponueshme e këtij izotopi zvogëlohet për shkak të radioaktivitetit. Duke përcaktuar përqindjen e karbonit radioaktiv në mbetjet organike, është e mundur të përcaktohet mosha e tyre nëse ajo shtrihet në intervalin nga 1000 në 50,000 dhe madje deri në 100,000 vjet.

    Numri i zbërthimeve radioaktive, d.m.th., radioaktiviteti i mostrave në studim, matet me detektorë të rrezatimit radioaktiv.

    Kështu, duke matur numrin e zbërthimeve radioaktive në minutë në një masë të caktuar të peshës së materialit të mostrës në studim dhe duke rillogaritur këtë numër për gram karbon, mund të përcaktojmë moshën e objektit nga i cili është marrë kampioni. Kjo metodë përdoret për të përcaktuar moshën e mumieve egjiptiane, mbetjet e zjarreve parahistorike, etj.

    3.4. Aplikimi i radioaktive izotopet në industri

    Një shembull është metoda e mëposhtme për monitorimin e konsumimit të unazës së pistonit në motorët me djegie të brendshme. Duke rrezatuar unazën e pistonit me neutrone, ato shkaktojnë reaksione bërthamore në të dhe e bëjnë atë radioaktive. Kur motori funksionon, grimcat e materialit unazë hyjnë në vajin lubrifikues. Duke ekzaminuar nivelin e radioaktivitetit në vaj pas një kohe të caktuar të funksionimit të motorit, përcaktohet veshja e unazës. Izotopet radioaktive bëjnë të mundur gjykimin e difuzionit të metaleve, proceseve në furrat shpërthyese etj. Rrezatimi i fuqishëm gama nga preparatet radioaktive përdoret për të studiuar strukturën e brendshme të derdhjeve metalike me qëllim zbulimin e defekteve në to.

    Izotopët përdoren gjithashtu në pajisjet e fizikës bërthamore për prodhimin e njehsorëve të neutroneve, gjë që bën të mundur rritjen e efikasitetit të numërimit me më shumë se 5 herë, dhe në energjinë bërthamore si moderatorë dhe absorbues neutroni.

    3.5. Përdorimi i izotopeve në shkencë

    Përdorimi i izotopeve në biologjisëçoi në një rishikim të ideve të mëparshme për natyrën e fotosintezës, si dhe për mekanizmat që sigurojnë asimilimin nga bimët të substancave inorganike të karbonateve, nitrateve, fosfateve etj. Me ndihmën e izotopeve, lëvizja e popullatave në biosferë dhe individët brenda një popullate të caktuar, migrimi i mikrobeve, si dhe komponimet individuale brenda trupit. Duke futur një etiketë në organizmat me ushqim ose me injeksion, u bë e mundur të studiohej shpejtësia dhe rrugët e migrimit të shumë insekteve (mushkonjat, mizat, karkalecat), zogjtë, brejtësit dhe kafshët e tjera të vogla dhe të merreshin të dhëna për madhësinë e popullatave të tyre.

    Në zonë fiziologjia dhe biokimia e bimëve Me ndihmën e izotopeve janë zgjidhur një sërë problemesh teorike dhe aplikative: janë sqaruar rrugët e hyrjes së mineraleve, lëngjeve dhe gazeve në bimë, si dhe roli i elementeve të ndryshëm kimikë, përfshirë mikroelementet, në jetën e bimëve. Është treguar, në veçanti, se karboni hyn në bimë jo vetëm përmes gjetheve, por edhe përmes sistemit rrënjor; shtigjet dhe shpejtësitë e lëvizjes së një numri substancash nga sistemi rrënjor në kërcell dhe gjethe dhe nga këto organe në rrënjët janë vendosur.

    Në zonë fiziologjia dhe biokimia e kafshëve dhe e njerëzve janë studiuar ritmet e hyrjes së substancave të ndryshme në indet e tyre (duke përfshirë shkallën e inkorporimit të hekurit në hemoglobinë, fosforit në indet nervore dhe muskulore, kalciumin në kocka). Përdorimi i ushqimit të "etiketuar" çoi në një kuptim të ri të shkallës së përthithjes dhe shpërndarjes së lëndëve ushqyese, "fatin" e tyre në trup dhe ndihmoi në monitorimin e ndikimit të faktorëve të brendshëm dhe të jashtëm (uria, asfiksia, puna e tepërt, etj.) mbi metabolizmin.

    PËRFUNDIM

    Fizikantët e shquar francezë Maria Sklodowska-Curie dhe Pierre Curie, vajza e tyre Irene dhe dhëndri Frédéric Joliot dhe shumë shkencëtarë të tjerë jo vetëm që dhanë një kontribut të madh në zhvillimin e fizikës bërthamore, por ishin luftëtarë të pasionuar për paqen. Ata kryen punë të rëndësishme për përdorimin paqësor të energjisë atomike.

    Në Bashkimin Sovjetik, puna për energjinë atomike filloi në 1943 nën udhëheqjen e shkencëtarit të shquar sovjetik I.V. Kurchatov. Në kushtet e vështira të një lufte të paprecedentë, shkencëtarët sovjetikë zgjidhën problemet më komplekse shkencore dhe teknike që lidhen me zotërimin e energjisë atomike. Më 25 dhjetor 1946, nën udhëheqjen e I.V. Kurchatov, një reaksion zinxhir u krye për herë të parë në kontinentin e Evropës dhe Azisë. Filloi në Bashkimin Sovjetik epoka e atomit paqësor.

    Gjatë punës sime, kuptova se izotopet radioaktive të marra artificialisht kanë gjetur aplikim të gjerë në shkencë, teknologji, bujqësi, industri, mjekësi, arkeologji dhe fusha të tjera. Kjo është për shkak të vetive të mëposhtme të izotopeve radioaktive:

    · një substancë radioaktive lëshon vazhdimisht një lloj të caktuar grimcash dhe intensiteti nuk ndryshon me kalimin e kohës;

    · rrezatimi ka një aftësi të caktuar depërtuese;

    · radioaktiviteti shoqërohet me çlirimin e energjisë;

    · nën ndikimin e rrezatimit, mund të ndodhin ndryshime në substancën e rrezatuar;

    · rrezatimi mund të zbulohet në mënyra të ndryshme: me numërues të veçantë të grimcave, fotografi, etj.

    LITERATURA

    1. F.M. Diaghilev "Nga historia e fizikës dhe jeta e krijuesve të saj" - M.: Edukimi, 1986.

    2. A.S. Enokhin, O.F. Kabardin dhe të tjerët "Antologji mbi fizikën" - M.: Edukimi, 1982.

    3. P.S. Kudryavtsev. "Historia e Fizikës" - M.: Edukimi, 1971.

    4. G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev "Klasa e 11-të e fizikës". - M.: Arsimi, 2004.

    5. A.V. Peryshkin, E.V. Gutnik "Klasa e 9-të e fizikës." - M.: Bustard, 2005.

    6. Burimet e internetit.

    Rishikimi

    për një ese ekzaminimi në fizikë “Fenomeni i radioaktivitetit. Rëndësia e tij në shkencë, teknologji, mjekësi."

    Autori e sheh rëndësinë e temës së zgjedhur në mundësinë e përdorimit të energjisë bërthamore për qëllime paqësore. Izotopet radioaktive të marra artificialisht kanë gjetur aplikim të gjerë në fusha të ndryshme të veprimtarisë shkencore dhe praktike: shkencë, teknologji, bujqësi, industri, mjekësi, arkeologji etj.

    Sidoqoftë, seksioni "Hyrje" nuk tregon rëndësinë dhe interesin e autorit për temën e zgjedhur të abstraktit.

    Zbulimi i radioaktivitetit shpjegohet në një mënyrë të arritshme, logjike; hulumtimi i kryer duke përdorur "atomet e etiketuar".

    Formatimi i abstraktit nuk i plotëson në të gjitha rastet kërkesat:

    · Faqet nuk janë të numëruara;

    · Çdo seksion nuk printohet nga një faqe e re;

    · Nuk ka referenca për ilustrime në tekst;

    · Seksioni "Literatura" nuk rendit faqet e burimeve të internetit.

    Në përgjithësi, me gjithë mangësitë e vogla në përpilim dhe dizajn, mund të themi se abstrakti “Fenomeni i Radioaktivitetit. Rëndësia e tij në shkencë, teknologji dhe mjekësi meriton një vlerësim "të mirë".

    Mësuesi i fizikës, Institucioni Arsimor Komunal "Shkolla e Mesme Pobedinskaya": ___________/L.A. Gagarin/