14. promieniotwórczosc.odt

Promieniowanie naturalne- Jest to proces samoistnej emisji promieniowania korpuskularnego lub elektromagnetycznego (gamma).
Cechy promieniowania :

•        pierwiastki promieniotwórcze świecą

•        działa bakteriobójczo

•        jonizuje otoczenie

•        powoduje mutacje komórek

•        powoduje reakcję chemiczną (zaciemniają kliszę)

Prawo zaniku promieniotwórczości.

Oznaczenia:
l - długość fali;
N - liczba atomów, które NIE uległy rozpadowi;
N0 - początkowa liczba cząstek;
e - liczba e;
t - czas.
Czas połowicznego zaniku promieniotwórczego- Jest to czas, po którym połowa atomów pierwiastka promieniotwórczego ulega rozpadowi.

Oznaczenia:
l - długość fali;
t - czas połowicznego zaniku.
Reakcje jądrowe - samoistne rozpady promieniotwórcze.Rozpad zachodzi bez ingerencji z zewnątrz.
Rozpad a :
Podczas tego rozpadu emitowana jest cząstka a. Strumień cząstek a emitowany podczas rozpadu promieniotwórczego nazywa się promieniowaniem a.
Reakcja :
Przykład reakcji :
Rozpad b- :
Podczas tego rozpadu emitowana jest cząstka b-. Jest to elektron. Strumień cząstek b- emitowany podczas rozpadu promieniotwórczego nazywa się promieniowaniem b-.
Reakcja :
Przykład reakcji :
Rozpad b+ :
Podczas tego rozpadu emitowana jest cząstka b+. Jest to pozytron. Strumień cząstek b+ emitowany podczas rozpadu promieniotwórczego nazywa się promieniowaniem b+.
Reakcja :
Ten rozpad zachodzi bardzo rzadko, gdyż wcześniej musi być pochłonięty elektron z powłoki.
Rozpad g:
Podczas tego rozpadu emitowana jest cząstka g. Jest to pozytron. Strumień cząstek g emitowany podczas rozpadu promieniotwórczego nazywa się promieniowaniem g.
Reakcja :
Oznaczenia:
A - określa ilość nukleonów w jądrze (suma protonów i neutronów) (zob.pkt.28.9);
Z - liczba porządkowa, związana z ładunkiem (liczba elektronów, tyle samo co elektronów jest też protonów) (zob.pkt.28.9);
X - pierwiastek przed rozpadem;
Y - pierwiastek po rozpadzie;
X* - pierwiastek z jądrem wzbudzonym;
ne - antyneutrino elektronowe.
Własności promieniowania:

•        jest to strumień cząstek +;

•        poruszają się z różnymi prędkościami dużo mniejszymi od prędkości światła;

•        mają dużą bezwładność;

•        oddziaływuje z polem elektrycznym i magnetycznym tak jak ładunek +;

•        posiada cechy promieniowania (zob.pkt.28.12);

•        ze wszystkich rodzajów promieniowania jest najmniej przenikliwe i ma najkrótszy zasięg.

Własności promieniowania  b- :

•        cząstka b to elektron;

•        jest to strumień cząstek -

•        cząstki b poruszają się z prędkościami bliskimi prędkościami światła;

•        są bardziej przenikliwe niż cząstki a;

•        oddziaływują z polem elektrycznym i magnetycznym tak jak ładunek ujemny;

•        mają mniejszą bezwładność od cząstek a;

•        posiada cechy promieniowania (zob.pkt.28.12).

Własności promieniowania g :

•        jest to strumień kwantów promieniowania elektromagnetycznego o bardzo małej długości fali (rzędu 10-14 m);

•        najbardziej przenikliwe ze wszystkich rodzajów promieniowania (aby zatrzymać trzeba 0,5 m ołowiu);

•        nie niesie ze sobą ładunki i nie oddziaływuje z polem elektrycznym ani magnetycznym;

•        posiada cechy promieniowania (zob.pkt.28.12).

Izotopy promieniotwórcze.
Izotop - odmiana pierwiastka wyjściowego różniąca się od niego liczbą neutronów. Izotopy mają te same właściwości chemiczne przy zmieniających się właściwościach fizycznych.
Reakcje jądrowe. Wymuszone reakcje rozpadu.
Rozpad wymuszamy bombardując atom cząstką a, protonem, neutronem, deutronem, trytonem lub jądrem litu. Typowa reakcja rozpadu :
, gdzie :
X - bombardowany pierwiastek;
x - cząstka, którą bombardujemy;
Y - otrzymany pierwiastek;
y - wyemitowana cząstka podczas procesu rozpadu.
Podczas reakcji jądrowej są spełnione zasady zachowania energii, pędu i masy. Cząstką, dzięki której najłatwiej zachodzi reakcja jądrowa, jest neutron.
Synteza - reakcja termojądrowa.
Synteza zachodzi wśród pierwiastków, których liczba masowa A < 60. Synteza zachodzi w wysokiej temperaturze. Przykładem syntezy jest reakcja zachodząca w Słońcu :

- najbardziej energetyczny cykl

- anihilacja
Energia słoneczna powstaje kosztem 4 wodorów.
Reakcja rozszczepienia.
Rozszczepieniu zachodzą te pierwiastki, których liczba masowa A jest większa od 60. Typową reakcją rozszczepienia jest rozszczepienie 235U :
 .
Jak widać, po zbombardowaniu 235U neutronem nastąpiła reakcja, w której powstały 2 nowe neutrony. Mogą one samoistnie wejść w reakcję z następnymi atomami 235U, powodując reakcję łańcuchową. Zachodzi ona niekontrolowanie w bombach atomowych.