Радіоактивність. Радіоактивні випромінювання, їхня фізична природа і властивості

1. Історія відкриття радіоактивності

Один із доказів складної будови атома – явище радіоактивності, відкрите французьким фізиком Анрі Беккерелем (1852 – 1908) у 1896 р.

Анрі Беккерель вивчав явище флюоресценції – здатності деяких речовин випускати випромінювання внаслідок дії, зокрема, сонячного світла. Але весна 1896 р. була похмурою, тому досліди довелося відкласти в буквальному значенні в довгий ящик – фотопластинки з досліджуваними мінералами були покладені в ящик лабораторного стола. Нарешті видався сонячний день. Перед новою серією дослідів Беккерель вирішив перевірити якість фотопластинок. Проявивши одну з них, він побачив чіткий силует мінералу у вигляді хреста. Повторивши свої досліди, Беккерель переконався в тому, що сіль Урану сама, без впливу зовнішніх факторів, випускає невидиме випромінювання.

Ці промені проникали навіть крізь тонкі металеві пластинки! Причому зовнішні умови: температура, освітленість, тиск, наявність електромагнітного поля – жодним чином не впливали на цю дивну здатність урану. Подальші досліди показали, що цей вид випромінювання здатний іонізувати повітря.

Радіоактивність – здатність атомів деяких хімічних елементів до мимовільного випромінювання. Записати в зошит

2. Склад радіоактивного випромінювання. Дослід Резерфорда

Досліди з вивчення природи радіоактивного випромінювання показали, що радіоактивні речовини можуть випромінювати промені трьох видів. На рисунку зображено схему одного з таких дослідів: пучок радіоактивного випромінювання потрапляє спочатку в сильне магнітне поле постійного магніту, а потім на фотопластинку. Після проявлення фотопластинки на ній чітко видно три темні плями.

Після проявлення фотопластинки на ній чітко видно три темні плями.

$\alpha$-випромінювання – це потік ядер атомів Гелію $^4_2Не$.

Швидкість: $v_{\alpha}$ порядку $10^7\frac{м}{с}$, заряд α-частинки: $q_{\alpha}=+2e.$Захист: затримуються аркушем паперу завтовшки $0,1 мм.$

β-випромінювання – це потік електронів .

Швидкість: $v_{\beta}$ близько $3\cdot10^8\frac{м}{с}$, заряд $β$-частинки: $q_{\beta}=–e=-1.6\cdot10^{-19}Кл$. Захист: затримуються листом алюмінію завтовшки $1 мм$.

$γ$-випромінювання – це електромагнітні хвилі надзвичайно високої частоти (понад $10^{18}Гц$)

Швидкість: $v_{\gamma}=c=3\cdot10^8\frac{м}{с}$, не заряджене.

Захист: затримується шаром бетону завтовшки декілька метрів.

Радіоактивне випромінювання не фіксується органами чуття людини, проте відомо, що воно може призвести до згубних наслідків. Від впливу радіації можна захиститися, побудувавши на шляху випромінювання перешкоду.

Накреслити схему досліду Резерфорда, підписати види випромінювань, їх характеристики

Випромінюючи α- чи β-частинки, вихідне (материнське) ядро перетворюється на ядро атома іншого елемента (дочірнє ядро); α- і β-розпади можуть супроводжуватися γ-випромінюванням. З’ясовано, що радіоактивні перетворення підпорядковуються так званим правилам зміщення.

Виконати вправу 23

1. Які види радіоактивного випромінювання діяли на фотопластинку в дослідах А. Беккереля? Розгляньте два випадки: а) крупинки солі Урану покладено безпосередньо на чорний папір, у який загорнута пластинка; б) сіль Урану покладено на мідний хрест, який, у свою чергу, покладено на загорнуту в чорний папір фотопластинку.

2. Скориставшись рис. 23.9, запишіть кілька рівнянь реакцій розпаду, характерних для радіоактивного ряду Торію-232.

3. Під час природного радіоактивного розпаду радію 88 (228Ra) із його ядра випускається β-частинка. На ядро якого елемента перетворюється при цьому ядро атома Радію? Запишіть рівняння реакції.

Пропонується пройти тренувальне тестування для закріплення вивченого матеріалу на цьому уроці, відповіді можна змінювати, максимальний бал