Promieniotwórczość Promieniotwórczość naturalnanaturalna

1. Istota promieniotwórczości 1. Istota promieniotwórczości naturalnejnaturalnej

Zjawisko promieniotwórczości naturalnej Zjawisko promieniotwórczości naturalnej polega na samorzutnym rozpadzie jąder polega na samorzutnym rozpadzie jąder atomowych, w wyniku czego powstają atomowych, w wyniku czego powstają atomy lżejsze, a procesowi towarzyszy atomy lżejsze, a procesowi towarzyszy emisja cząstek alfa, beta i promieniowania emisja cząstek alfa, beta i promieniowania gamma,gamma,

Cząstki Cząstki alfaalfa to jądra helu, składające się z to jądra helu, składające się z 2 protonów i 2 neutronów, masie atomowej 2 protonów i 2 neutronów, masie atomowej 4u, ładunku +2 ( ), poruszające się 4u, ładunku +2 ( ), poruszające się z prędkością 20 000km/s z prędkością 20 000km/s

He42

CdCd

Cząstki Cząstki betabeta stanowią strumień stanowią strumień bardzo szybkich elektronów bardzo szybkich elektronów wysyłanych przez jądra atomowe wysyłanych przez jądra atomowe pierwiastków promieniotwórczych, są pierwiastków promieniotwórczych, są one bardziej przenikliwe niż cząstki one bardziej przenikliwe niż cząstki alfa, alfa,

Promieniowanie Promieniowanie gammagamma jest to jest to promieniowanie elektromagnetyczne promieniowanie elektromagnetyczne o bardzo dużej energii, podobnie jak o bardzo dużej energii, podobnie jak promieniowanie rentgenowskiepromieniowanie rentgenowskie

2. Włściwości 2. Włściwości promieniowania promieniowania

PromieniPromienio-wanie o-wanie

Ładunek Ładunek

elektryczelektrycznyny

Masa Masa spo-spo-

czynkowaczynkowaUwagiUwagi

alfaalfa +2+2 4u4u

Jądra atomu He (2p+2n), Jądra atomu He (2p+2n),

poruszające się z prędkością poruszające się z prędkością 20tys km/s, mało 20tys km/s, mało przenikliwieprzenikliwie

betabeta -1-11/18401/1840

uuStrumień szybkichStrumień szybkich ee-- o o

prędkości 90 000 – 297000 prędkości 90 000 – 297000 km/s, bardziej przenikliwe km/s, bardziej przenikliwe

niż cząstki alfaniż cząstki alfa

gammgammaa

00 00

Promieniowanie Promieniowanie elektromagnety-czne, fotony elektromagnety-czne, fotony o bardzo dużej o bardzo dużej enrgii i przenikliwości enrgii i przenikliwości

3. Odkrycie 3. Odkrycie promieniotwórczościpromieniotwórczości

A. H. Becquerel w 1896r badając świecenie A. H. Becquerel w 1896r badając świecenie różnych substancji, zauważył, różnych substancji, zauważył, że wszystkie związki uranu wysyłają że wszystkie związki uranu wysyłają promieniowanie przenikające przez czarny promieniowanie przenikające przez czarny papier i inne osłony oraz powodujące papier i inne osłony oraz powodujące naświetlenie błony fotograficznej,naświetlenie błony fotograficznej,

W 1898 M. Curie-Skłodowska i P. Curie, W 1898 M. Curie-Skłodowska i P. Curie, wykazali, że atomy uranu są źródłem wykazali, że atomy uranu są źródłem obserwowanego promieniowania, w obserwowanego promieniowania, w późniejszym czasie wyodrębnili nieznane późniejszym czasie wyodrębnili nieznane pierwiastki promieniotwórcze – polon i radpierwiastki promieniotwórcze – polon i rad

4. Reguła przesunięć Sodd`y-4. Reguła przesunięć Sodd`y-Fajansa Fajansa

Jądra pierwiastków promieniotwórczych, Jądra pierwiastków promieniotwórczych, ulegając rozpadowi, zmieniają swoją liczbę ulegając rozpadowi, zmieniają swoją liczbę masową i liczbę atomową w zależności od masową i liczbę atomową w zależności od rodzaju emitowanego promieniowania,rodzaju emitowanego promieniowania,

Przemiany te podlegają tzw. regule Przemiany te podlegają tzw. regule przesunięć Sodd`y-Fajansa:przesunięć Sodd`y-Fajansa:

* Każdej przemianie alfa toawarzyszy * Każdej przemianie alfa toawarzyszy zmniejszenie liczby masowej A o 4 zmniejszenie liczby masowej A o 4 jednostki i zmniejszenie liczby atomowej Z jednostki i zmniejszenie liczby atomowej Z o 2 jednostki o 2 jednostki

CdCd

Przykład – 1 rozpad alfa Przykład – 1 rozpad alfa 226226Ra Ra (cofnięcie się o dwa miejsca w lewo (cofnięcie się o dwa miejsca w lewo u.o.p.chem).u.o.p.chem).

HeRuRa 42

22286

22688

CdCd

Każda przemiana beta powoduje Każda przemiana beta powoduje podwyższenie liczby atomowej Z o podwyższenie liczby atomowej Z o jeden, przy niezmiennej liczbie jeden, przy niezmiennej liczbie masowej A, (przesunięcie o 1 miejsce masowej A, (przesunięcie o 1 miejsce w prawo w u.o.p.chem., n w prawo w u.o.p.chem., n → p + e→ p + e--

Przykład: jednej przemianej betaPrzykład: jednej przemianej beta

eThAc 01

22790

22789

5. Szeregi promieniotwórcze5. Szeregi promieniotwórcze

Produktem rozpadu promieniotwórczego Produktem rozpadu promieniotwórczego może być jądro izotopu, również może być jądro izotopu, również promieniotwórczego, które w dalej może promieniotwórczego, które w dalej może ulec przemianom aż do powstania izotopu ulec przemianom aż do powstania izotopu trwałego, którym z reguły jest ołów lub trwałego, którym z reguły jest ołów lub bizmut,bizmut,

Sekwencja takich przemian obejmująca od Sekwencja takich przemian obejmująca od 10 do 14 reakcji, nosi nazwę szeregu 10 do 14 reakcji, nosi nazwę szeregu promieniotwórczego, a przemiany promieniotwórczego, a przemiany zachodzące w jądrach pierwiastków to zachodzące w jądrach pierwiastków to reakcje jądrowe.reakcje jądrowe.

5a) szreregi promieniotwórcze 5a) szreregi promieniotwórcze naturalne naturalne

Uranowo – aktynowy,Uranowo – aktynowy, Uranowo – radowy,Uranowo – radowy, Torowy,Torowy,

5b) szeregi promieniotwórcze 5b) szeregi promieniotwórcze sztucznesztuczne

Neptunowy, wywodzący się od Neptunowy, wywodzący się od plutonu – izotopu cięższego od plutonu – izotopu cięższego od uranu, nie występującego w uranu, nie występującego w przyrodzie, otrzymanego sztucznie przyrodzie, otrzymanego sztucznie metodami fizyki jądrowej. metodami fizyki jądrowej.