Radioaktivita – maturitní otázka

 

Otázka: Radioaktivita

Předmět: Chemie

Přidal(a): Edit

 

Radioaktivita:

• Vzniká v důsledku nestability atomových jader, což se projevuje jadernými reakcemi
• -> příliš těžká jádra přírodních prvků se značným počtem neutronů se samovolně rozpadají
• -> jádra se poté přemění na jiná jádra s menším nebo větším protonovým číslem = radioaktivita

 

Jaderné reakce – rozpadové X štěpné

 

Radioaktivita

• přirozená= samovolný rozpad některých jader v přírodě (termonukleární jaderná syntéza na Slunci)
• umělá= vzniká po ozáření stabilního radionuklidu jaderným zářením (Curierovi)
• H. Becquerel objevil schopnost sloučenin uranu uvolňovat neznámé záření -> způsobovalo černání fotodesky
• název pochází od manželů Curierových (objevitelé polonia a radia)
• s radioaktivitou souvisí děje odehrávající se v jádře atomů -> jaderná chemie
• Radioaktivní nuklidy vysílají záření α (dva kladné elementární náboje), β (záporný náboj, totožné s katodovými paprsky), γ, (elektronový záchyt)

 

ZÁŘENÍ ALFA α

• = tvořeno proudem heliových jader ⁴₂H (⁴₂ α)
• vzniká nuklid, který má nukleonové číslo o 4 jednotky nižší a protonové o 2 jednotky nižší
• nejhorší biologické účinky kvůli největší hmotnosti jader, lze jej ale dobře odstínit listem papíru
• 5-10% rychlost světla
  • ^A_ZX                      ->            ⁴₂He + ^A-4_Z-2Y
  • ²²⁶₈₈Ra              ->              ⁴₂He + ²²⁶₈₆Rn

 

ZÁŘENÍ BETA β

• tvořeno proudem elektronů (elektrony a pozitrony) v jádře rozpadem nukleonů
  • β^– elektrony ⁰_-1 e
  • β⁺ pozitrony  ⁰₊₁ e
• rychlostí se blíží rychlosti světla (99% rychlosti světla)
  • dochází k reakci       ¹₀ n                ->             ¹₁ p + ⁰_-1 e + v
• -> vzniklý proton zůstává v jádře, elektron opouští jádro a tím dochází k posunu doprava (v tabulce prvků)
  • ¹₁ p                  ->                ¹₀ n + ⁰₊₁ e + v
  • ³²₁₅P               ->            ⁰_-1 e + ³²₁₆S

 

ZÁŘENÍ GAMA γ

• elektromagnetické vlnění (vlnová délka 10^-1 – 10^-4 nm)
• vysoká energie

 

ZÁCHYT ELEKTRONŮ

• bývá jím doprovázeno gama záření
  • ⁰_-1 e^– + ¹₁ p               ->            ¹₀ n

 

Objevení umělé radioaktivity

• dcera Curierových; bombardováním atomu hliníku alfa částicemi vzniká radioaktivní fosfor
  • ²⁷₁₃Al + ⁴₂ α          ->        ³⁰₁₅P + ¹₀ n
• při rozpadu uměle připraveného prvku vzniká z protonu neutron a pozitron (od elektronu se liší elementárním nábojem)
  • ³⁰₁₅P          ->        ³⁰₁₄Si + ⁰₊₁ e

 

Štěpné jaderné reakce

• jádro zasažené neutronem se rozštěpí na dvě poměrně velká jádra za výboje velkého množství energie
  • ²³⁵₉₂U + ¹₀ n        ->         ¹⁴⁰₅₆Ba +⁹³₃₆Kr + 3 ¹₀ n
• -> uvolněné neutrony mohou rozštěpit další jádra -> proběhne řetězová reakce, která může vést k výbuchu

 

Poločas rozpadu:

• = doba, po které intenzita záření poklesne na polovinu své hodnoty (od zlomku sekundy po miliony let)

 

Geigerův-Müllerův počítač

• = detektor ionizačního zařízení (hlavně gama, ale i beta a alfa)
• = ionizační trubice- trubice naplněné interním plynem
• -> lékařství, ozařování,..