PRIRODNA RADIOAKTIVNOST I OSOBINE RADIOAKTIVNIH ZRAKA

Παρουσίαση με θέμα: "PRIRODNA RADIOAKTIVNOST I OSOBINE RADIOAKTIVNIH ZRAKA"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 PRIRODNA RADIOAKTIVNOST I OSOBINE RADIOAKTIVNIH ZRAKA
Pripremio: Varga Ištvan HEMIJSKO-PREHRAMBENA SREDNJA ŠKOLA ČOKA

2 Marija Sklodovska – Kiri
Prirodna radioaktivnost predstavlja pojavu spontanog zračenja elementa velike atomske mase, kojom prilikom se atomi razlažu. (Definicija Marije Kiri god.) Pjer Kiri ( ) Marija Sklodovska – Kiri (1867 – 1934)

3 Pojavu radioaktivnosti otkrio je Bekerel 1896
Pojavu radioaktivnosti otkrio je Bekerel godine pri eksperimentisanju sa uranovim solima. Antoan Henri Bekerel (1852 – 1908)

4 Na početku XX veka znalo se za pet elemenata da imaju radioaktivna svojstva. Ti elementi su bili:
Uran (U) Aktinijum (Ac) Polonijum (Po) Torijum (Th) i Radijum (Ra) Pod radioaktivnim svojstvima u to vreme smatralo se: Spontano i neprekidno zračenje, Sposobnost jonizacije gasova, Dejstvo na fotografsku ploču zbog velike prodornosti zraka, Zraci se ne mogu niti usporiti niti ubrzati spoljašnjim faktorima, Emisija toplotne energije.

5 SNOPA RADIOAKTIVNIH ZRAKA
Za otkriće radioaktivnosti Bekerel, Pjer i Marija Kiri dobili su Nobelovu nagradu iz fizike godine. RAZLAGANJE SNOPA RADIOAKTIVNIH ZRAKA Dejstvom električnog ili magnetnog polja jedinstveni snop zračenja može se razložiti u tri odvojena snopa, koji su nazvani: -zraci -zraci i -zraci.

6  + Izvor radioaktivnog zračenja

7 α- čestice (zraci) iz jezgara atoma radioaktivnih elemenata izleću brzinama koje su reda veličine 1/20 od brzine svetlosti. Zbog svoje velike mase i brzine u odnosu na druge čestice pretrpe na svom putu veliki broj sudara i brzo gube energiju pa im je domet relativno mali. Tako npr. na t = 15°C i pritisku 101,3 kPa domet α-čestica u vazduhu iznosi 2,5 - 5,5 cm, zavisno od radioaktivnog elementa (jezgra) koje je izbacilo datu α-česticu. Preko dometa α-čestice može da se vrši identifikacija elemenata. Zaustavlja ih list bele hartije.

8 Radeford je 1909. godine otkrio da su α-čestice jezgra helijuma.
- Masa im je: 4,0039 - Sastoje se od 2 protona (p+) i 2 neutrona (n0) - Naelektrisanje je: 21,610-19 C -čestica ili Ernest Radeford (1871 – 1937)

9 β- čestice (zraci) izbačene iz jezgara atoma pri radioaktivnim raspadima imaju znatno veće brzine (od 1×108 m/s do brzine svetlosti u vakuumu, 3×108 m/s). Zbog manje mase imaju veći domet od α-zraka. Zaustavlja ih lim debljine nekoliko mm. β- zračenje se sastoji od: negativnih čestica, to su elektroni (e ili β) i pozitivnih čestica, to su pozitroni (e+ ili β+).

10 -zraci : Za razliku od β−, β+ i α-zraka koji imaju dualnu prirodu (i talas i čestica), -zraci su elektromagnetni talasi velike energije (~4,5x105 eV). Gama-zrak je foton velike energije. Jedina stvar po kojoj se gama-zrak razlikuje od vidljivog fotona, emitovanog iz sijalice, je njegova talasna dužina. Talasna dužina gama-zraka je mnogo kraća, i iznosi: 10−4 nm < λ < 10−2 nm

11 Međusobno upoređivanje prodornosti čestica:

12

13 Atomsko jezgro proton (p+) 1,67262 x 10-24 g +1 neutron (n0)
elektron (e-) 0,00091 x g -1

14 jezgro elektronski omotač 10-14 m 10-10 m

15 RAZVOJ MODELA ATOMA •Dalton daje atomsku strukturu materije (1805)
•J.J. Thompson otkriva elektron (1897) (kanalni zraci) •E. Raderford otkriva atomsko jezgro i daje planetarni model atoma (1910) •Borov model atoma (1913) •Talasno-mehanički model atoma • Hajzenbergov princip neodređenosti (1925) •Šredinger daje “talasnu mehaniku”(1926) •Dirak integriše prethodna dva modela (1926) •Čedvik otkriva neutron (1932)

16  Privlačne sile između nukleona su nezavisne od naelektrisanja.
Maseni broj (A) A= N(p+) + N(n0) Redni broj (Z) Z= N(p+)= N(e-)  Stabilnost atomskog jezgra se objašnjava dejstvom nuklearnih sila koje su privlačnog karaktera i dejstvuju na vrlo malim rastojanjima.  Privlačne sile između nukleona su nezavisne od naelektrisanja.

17 Posle kalcijuma broj neutrona raste brže kako bi se jezgro stabilizovalo. Sa porastom rednog broja (Z) rastu i odbojne Kulonove sile između protona (p+) što prouzrokuje nestabilnost jezgra. Npr. Uranov izotop 238 radioaktivno raspada jer ima izuzetno nestabilno jezgro, koje se sastoji od 92 protona i 146 neutrona.

18 Fizičke veličine kojima se karakteriše radioaktivnost su:
Zaključak: Prirodno radioaktivno zračenje je osobina nestabilnih atomskih jezgara, tj. jezgara sa velikim rednim brojem. -zračenje se javlja kada jezgro prelazi iz višeg u niže energetsko stanje. Fizičke veličine kojima se karakteriše radioaktivnost su:

19 1. Vreme poluraspada Vreme poluraspada (t1/2) , je vreme za koje početni broj radioaktivnih jezgara No opadne na polovinu: Vreme poluraspada je karakteristična konstanta svakog radioaktivnog elementa. Vremena poluraspada variraju od 10-6 s do 1020 godina.

20 Ako sa N0 označimo broj radioaktivnih jezgara u početnom trenutku, a sa N broj jezgara u vremenu t, zakon radioaktivnog raspada može da se izrazi jednačinom:  Konstanta radioaktivnog raspada i predstavlja verovatnoću da dođe do raspada.

21 2. Aktivnost (A)- predstavlja broj raspada
u jedinici vremena. Aktivnost je jedinična (1 Bekerel) ako dolazi do jednog raspada u jednoj sekundi.

22 3. Specifična aktivnost (Asp)- aktivnost po jedinici mase.

23 Prirodni radioaktivni nizovi
Prirodno radioaktivni elementi čiji je redni broj Z ≥ 83 smešteni su u tri radioaktivna niza: 1. Uranov (U) niz; 2. Aktinijumov (Ac) niz; 3. Torijumov (Th) niz.

24 1. Uranov (U) niz Počinje sa 2. Aktinijumov (Ac) niz

25 3. Torijumov (Th) niz Počinje sa

26 Fajans-Sodijevo pravilo
Ako neki element emituje -čestice (-raspad), njegov maseni broj (A) se smanjuje za 4, a redni (Z) za 2. Ako emituje -čestice (- raspad) maseni broj ostaje isti, a redni broj se povećava za 1. Emisijom -zraka ne menja se ni maseni ni redni broj.