Радиоактивность. Альфа-, бета-, гамма-распад атомного ядра

Цели:
1. Образовательные:
познакомить с видами радиоактивного излучения; изучить виды радиоактивности; типами радиоактивного распада;
2. Развивающие:
активизировать мыслительную деятельность;
развивать умения сравнивать, обобщать, логически мыслить;
3. Воспитательные:
продолжить формирование познавательного интереса учащихся к предмету.

История вопроса.
1896 г. - французский физик А. Беккерель, изучая явления люминесценции солей урана, установил, что урановая соль испускает лучи неизвестного типа, которые проходят через бумагу, дерево, тонкие металлические пластины, ионизирует воздух.
1898 г. - Мария Склодовская – Кюри, исследуя урановые руды, обнаружила новые химические элементы: полоний, радий.
1898 г. - Э. Резерфорд выделил 2 вида лучей: альфа - лучи и бета – лучи.
1900 г. - П. Виллард открыл гамма – лучи.
1902 г. - Э. Резерфорд и Ф. Содди доказали, что в результате радиоактивного распада происходит превращение атомов одного химического элемента в атомы другого химического элемента, сопровождаемое испусканием различных частиц.

Виды радиоактивного излучения.
Альфа- лучи
Тяжелые положительно заряженные частицы (ядра атомов гелия).
Бета- лучи
Легкие отрицательно заряженные частицы (тождественны электронам).
Гамма- лучи
Нейтральное излучение ( масса покоя равна нулю).

Радиоактивность – новое свойство вещества, связанное с наличием особых излучений.
Радиоактивные вещества – это вещества, испускающие излучения.

Виды радиоактивности.
Естественная – явление самопроизвольного превращения неустойчивых изотопов в устойчивые, сопровождающееся испусканием частиц и излучением энергии.(Все элементы, начиная с порядкового номера 82, обладают радиоактивностью).
Искусственная

Радиоактивность и радиация
Радиоактивность - неустойчивость ядер некоторых атомов, проявляющаяся в их способности к самопроизвольным превращениям (распаду), сопровождающимся испусканием ионизирующего излучения или радиацией.
Радиация (ионизирующее излучение) - это частицы и гамма-кванты, энергия которых достаточно велика, чтобы при воздействии на вещество создавать ионы разных знаков.
Радиацию нельзя вызвать с помощью химических реакций.

Типы радиоактивного распада.
Альфа - распад.
Бета - распад.
Гамма - излучение.

Альфа- распад.
Превращение атомных ядер, сопровождаемое испусканием альфа- частиц.
АZX→A-4Z-2Y+42He+hν
Где
A-4Z-2Y - символ дочернего ядра,
42He - ядро атома гелия,
hν - квант энергии, испускаемой ядром.

Бета- распад.
Превращение атомных ядер, сопровождаемое выбросом потока электронов, рождающихся в результате превращения нейтронов в протоны.
АZX→AZ+1Y+0-1е+00ν
Где
0-1е - испускаемые электроны
00ν-испускаемая элементарная частица (антинейтрино).

Гамма- излучение.
Возникает при ядерных превращениях и представляет собой электромагнитное излучение; имеет высокую энергию.

Проникающая способность лучей.
Альфа-лучи - лист бумаги, несколько см слоя воздуха.
Бета-лучи – алюминиевая пластина толщиной в несколько мм.
Гамма-лучи - алюминиевая пластина толщиной в десятки см.

Вероятность распада
Характеризует относительное уменьшение числа ядер за 1 с (на что указывает знак минус)
λ= - ΔΝ / ΝΔτ
Вероятность распада не зависит ни от числа ядер, ни от времени наблюдения. Поэтому ее называют постоянной распада.

Закон радиоактивного распада.
Установлен Ф. Содди.
Опытным путем доказан Резерфордом.
N=N0*2t/T
Где
N- число радиоактивных атомов

Период полураспада
Это время, за которое распадается половина первоначального количества ядер, или время, по прошествии которого остается нераспавшейся половина первоначального числа ядер:
t=T1/2, если Ν = Ν0/2
T1/2 = 0,693/λ

Периоды полураспада
Уран – 4,5 млрд. лет
Протактиний – 32
Радий – 1590 лет
Радон – 3825 сут
Радий С (изотоп полония) – 1,5 ·10-4 с