8.Fyzika

VY_32_INOVACE_06_III./8._RADIOAKTIVITA
Radioaktivita
Rozdělení radioaktivity
Co je to radioaktivita
Kdy byla radioaktivita objevena
Přirozená radioaktivita
Záření α
Záření β
Záření γ
Neutronové záření
Umělá radioaktivita
Využití radioaktivity
zápis
Původ názvu
Název pochází z latiny: radius znamená paprsek
a activitas činnost.
Rozdělení radioaktivity
Přirozená
• Je schopnost některých nuklidů samovolně měnit
svá jádra za vzniku radioaktivního záření
Umělá
• Je tato schopnost vyvolaná uměle
Co je to radioaktivita
Radioaktivitou se rozumí schopnost některých
atomových jader vysílat záření.
Kdy byla radioaktivita objevena?
Přirozenou radioaktivitu objevil v roce 1896
francouzský fyzik Becquerel, ve výzkumu dále
pokračovali Marie a Pierre Curieovi.
Mají schopnost štěpit se všechna
atomová jádra?
 Nemají
 Radioaktivita souvisí se stabilitou atomu. Ta závisí na
počtu neutronů v jádře. Malá změna počtu neutronů
může změnit stabilitu jádra, to se pak rozpadá.
 Štěpit se mohou prakticky všechny prvky za
olovem s protonovým číslem 82.
 Řada radioaktivních prvků se nachází v zemské kůře
jen proto, že plynule vznikají radioaktivní přeměnou
z prvků jiných.
Co se s jádrem při jaderné přeměně
děje?
 Jádro se může přeměnit v jiné jádro nebo ztratit
část své energie.
Jaké záření mohou atomová jádra vysílat?
•
Záření α
•
Záření β
•
Záření γ
•
Neutronové záření
Záření α
 Záření α představuje svazek rychle letících jader
atomu helia
neutrony.
, tvořených dvěma protony a dvěma
Vlastnosti záření α
 Má kladný elektrický náboj
 Částice mají silné ionizační účinky
 Zachytíme je listem papíru
Animace na http://atomovejadro.wz.cz
Záření α - zajímavosti
 Toto záření bylo po svém objeviteli nejprve
pojmenováno Becquerelovy paprsky.
 Důkaz toho, že Becquerelovy paprsky jsou
jádra hélia podal v roce 1908 Ernest Rutheford.
 Částice alfa jsou vyzařovány některými
radioaktivními jádry atomů, tzv. alfa-zářiči.
 Záření je nebezpečné tehdy, když se dostane
do těla například v potravě.
Co se děje s atomem, který vyzáří
záření α
 Vyzáří-li prvek záření α, zmenší se jeho
protonové číslo o 2 a nukleonové o 4. Prvek se
posune o 2 místa v periodické soustavě prvků
 X a Y jsou jádra izotopů před a po přeměně alfa
 E je energetický výtěžek z jedné přeměny ve formě kinetické
energie částic a v malé míře také ze vzniklého jádra (v souladu
ze zákonem zachování hybnosti).
Záření β
Záření beta tvoří částice (elektrony nebo pozitrony),
které jsou vysílány radioaktivními jádry prvků při betarozpadu. Pohybují se velmi rychle, nesou kladný nebo
záporný elektrický náboj.
Vlastnosti záření β
 Větší pronikavost
 K zastavení stačí vrstva vzduchu silná 1 m nebo kovu
o šířce 1 mm.
Animace: http://atomovejadro.wz.cz
Co se děje s atomem, který vyzáří
záření β Přeměna Beta minus - je emitován elektron
Při přeměně beta mínus se totiž uvnitř jádra mění neutron takto:
neutron
proton elektron antineutríno
Prvek se posune v periodické soustavě prvků o 1
místo vpravo
Co se děje s atomem, který vyzáří
záření β +
Přeměna Beta plus - je emitován pozitron
Při přeměně beta plus se uvnitř jádra mění proton takto:
proton neutron pozitron neutríno
Prvek se posune v periodické soustavě prvků o
1 místo vlevo
Záření γ
Jedná se o elektromagnetické záření s vlnovými délkami kratšími než
150 pm (10 -11 až
10 -13 m)
Vlastnosti záření γ




Volně šíří a značně se rozptyluje.
Látku silně ionizuje a uvolňuje z ní nabité částice
Na pohlcení záření γ je třeba velké masy materiálu.
Čím energetičtější je záření, tím tlustší stínění je zapotřebí.
animace : http://atomovejadro.wz.cz
Co se děje s atomem, který vyzáří γ
záření?
Radionuklid vyzařující záření γ své místo v
v periodické soustavě prvků nemění; přechází
pouze do stavu s nižší energií.
obrázek
 …
Neutronové záření
V současnosti má velký význam neutronové
záření, které nevzniká u radionuklidů, ale lze je
vyvolat uměle v jaderných reaktorech nebo při
jaderné explozi.
 Proud rychle letících neutronů má vysokou
pronikavost, protože nenese elektrický náboj
 K ochraně před neutrony je třeba volit materiály,
obsahující vodík a jádra lehkých prvků - voda,
parafin, beton, které záření dobře pohlcují
Umělá radioaktivita
Spočívá ve výrobě umělých nuklidů, které se
potom dále přeměňují stejně jako při přirozené
radioaktivní reakci. První takový umělý nuklid byl
připraven ozařováním hliníku částicemi alfa v
roce 1934.
rovnice: 2713Al + 42α → 3015P + 10n
Vzniklý fosfor je radioaktivní a při přeměně
uvolňuje pozitrony
rovnice: 3015P → 3014Si + 0+1e
Uměle byla připravena spousta nuklidů, takže
počet všech známých přesáhl 1500.
Využití radioaktivity
Radioaktivita prvků je již od svého objevení
využívána jak pro praktické účely, tak i k ničení
a zabíjení.
Jaderné elektrárny
Jaderné zbraně
Termonukleární zbraně
zápis
Radioaktivita je schopnost některých atomových jader vysílat
záření. Projevuje se u prvků s protonovým číslem větší než
82. Vyzařuje se záření α, β, γ a neutronové záření.
Radioaktivitu využíváme v jaderných elektrárnách