Радиоактивные превращения атомных ядер. Закон радиоактивного распада

Фредерик Содди
1877 - 1956
Эрнест Резерфорд
1871–1937
В 1903 г. обнаружили, что радий превращается в радон. Это совершенно разные химические элементы, которые отличаются химическими и физическими свойствами: радон – газ, радий металл. Если изменяется химический элемент, следовательно изменяется ядро атома и строение электронной оболочки. Таким образом радиоактивность приводит к
изменению ядер химических элементов.
Открытие радиоактивных превращений атомных ядер

Э.Резерфорд и Ф.Содди(1902г.): доказали, что явление радиоактивности – это процесс превращения атомных ядер одного химического элемента в атомные ядра другого химического элемента.
Радиоактивность – явление самопроизвольного превращения атомных ядер одного химического элемента в атомные ядра другого химического элемента, которое сопровождается испусканием заряженных частиц и мощного электромагнитного излучения.

Особенности радиоактивного излучения:
Самопроизвольность и постоянство
Независимость от внешних факторов
Высокая проникающая способность и химическая активность
Несут большой запас энергии

Помним: обозначение ядер химических элементов
- Массовое число
Зарядовое число
Массовое
число

При радиоактивных превращениях
выполняются законы сохранения массового и зарядового числа :
суммарное массовое число и суммарное зарядовое число до и после распада остаётся неизменным.

Радиоактивный распад.
Правила смещения.
Альфа – распад: из ядра вылетает α - частица

При альфа – распаде химического элемента образуется другой элемент, который смещается в таблице
Д.И. Менделеева на две клетки ближе к ее началу, чем исходный.
Начало таблицы
Конец
таблицы
Альфа – распад: зарядовое число (порядковый номер) элемента уменьшается на две единицы, а массовое число – на четыре единицы

Бета– распад: из ядра вылетает электрон

При бета – распаде одного химического элемента образуется другой элемент, который смещается в таблице Менделеева в следующую клетку за исходным (т.е. на одну клетку ближе к концу таблицы).
Начало таблицы
Конец
таблицы
Бета– распад: зарядовое число (порядковый номер) элемента увеличивается на одну единицу, а массовое число не меняется

Гамма – распад (Υ) - это электромагнитное излучение, поэтому ядра не изменяются , а переходят в новое энергетическое состояние.

Упражнения.
Выполнить в тетради все задания №1-9: запись условия кратко и решение.
1. Пользуясь законами сохранения массового числа и заряда, определить массовое число и зарядовое число химического элемента, образующегося после радиоактивного распада.

2. В результате какого радиоактивного распада натрий-22 превращается в магний – 22?

3. Кобальт-60 используется в медицине для лечения и терапии злокачественных образований и воспалительных процессов. Кобальт-60 бета-радиоактивен. Напишите реакцию.
В ходе операции пациент получает ионизирующее излучение из 192 источников кобальта-60…
Кобальт-60

4. Какие заряд Z и массовое число А будет иметь ядро элемента, получившегося из ядра изотопа полония - 215 после одного α - распада и одного β - распада?
α –распад
β - распад

5. Сколько альфа- и бета-распадов происходит в результате превращения радия-226 в свинец-206? Cеребристо-серый
металл
Серебристo-белый металл

Помним: к изменению массового числа приводит только α- распад; к изменению зарядового числа приводит и α- распад, и β- распад.
22688Ra → 20682Pв α = 42Не β = 0-1е
Изменение массового числа: А(α) = 226 -206 = 20
Число α-распадов: N(α) =20/4 =5
Число β –распадов N(β)?
Рассчитаем зарядовое число при α-распадах : 5*2 =10
на самом деле: 88 - 82 = 6
Т.о. 6 = 10 - N(β), следовательно, N(β) =10 – 6 = 4

6. В какой элемент превращается уран-238 после двух β- распадов и одного α – распада?
Слитки природного урана

7. Какой порядковый номер в таблице Менделеева имеет элемент, который образуется в результате альфа-распада и последующего бета-распада ядра элемента с порядковым номером Z?
1) Z + 2
2) Z + 1
3) Z - 2
4) Z - 1

8. Выберите верное утверждение(-я), если оно имеется среди предложенных.
β-излучение при явлении радиоактивного распада является потоком электронов, вылетающих из
А) электронных оболочек атома
Б) атомного ядра
1) только А
2) только Б
4) ни А, ни Б
3) и А, и Б

9. Какими цифрами обозначены α-, β-,γ-излучения на рисунке?
1
2
3
1) 1 – α, 2 – β, 3 - γ
3) 1 – α, 2 – γ, 3 - β
2) 1 – β, 2 – α, 3 - γ
4) 1 – β, 2 – γ, 3 - α

Радиоактивные распады § 58, Упр. 50(5); № 1198, 1199(Р.)
Д.З.

Закон радиоактивного распада
(с. 283 с 3 абзаца - 285)
Радиоактивный распад –это радиоактивное превращение ядер, происходящее самостоятельно.
Радиоактивный распад характеризуется периодом полураспада.
Период полураспада Т – это время, за которое распадается половина первоначального числа радиоактивных атомов, т.е. число радиоактивных атомов уменьшается вдвое.
[Т] = с; мин; час; сутки, месяцы, годы, века….
За период полураспада активность радиоактивного вещества уменьшается
в 2 раза.

Пример:
1) Первоначальное число радиоактивных атомов N0 = 100;
период полураспада Т = 5ч.
Следовательно, за 5 ч распадается половина атомов от 100, т.е. 50.
Осталось 50 радиоактивных атомов.
За следующие 5ч распадётся половина от 50, т.е. 25.
Останется 25 атомов.
За следующие 5ч распадётся половина от 25 т.е. 12,5 и т.д.
2) Есть 1 г радия с Т = 1600 лет.
Через 1-й Т = 1600 лет распадётся половина от 1г - 0,5 г.
Осталось 0,5г.
Через 2-ой Т = 1600 лет распадётся половина от 0,5г - 0,25 г.
Осталось 0,25 г.
Через 3-ий Т = 1600 лет распадётся половина от 0,25г - 0,125 г. Осталось 0,125 г.
Т.о. за 2Т распадётся 0,75 г; за 3Т – 0,875 г.

График радиоактивного распада – это зависимость числа радиоактивных атомов от времени, выраженном
в количестве периодов полураспада от начала распада.

Период полураспада характеризует скорость распада: чем меньше «Т», тем быстрее происходит распад и возрастает активность распада.
ТRa = 1600 лет (радий) ; TU = 4,5млрд. лет (уран)
Активность излучения Ra в 106 раз больше активности урана U.
Радиоактивный распад - это непредсказуемое явление.
Распад атома - это «смерть атома» не от возраста, а это несчастный случай в его жизни. Мы не можем предсказать радиоактивный распад атома.
Например: атом урана «U» может пролежать в земной коре 4,5 млрд. лет и не распадётся, а может распасться в данный момент времени.

Вывод закона радиоактивного распада