Явлението радиоактивност в природата - абстрактно. Резюме: във физиката явлението радиоактивност

Цел на урока:Изучаване на явлението радиоактивност

В края на миналия век бяха направени две големи открития. През 1895г Рентген открива лъчи, които възникват при преминаване на ток с високо напрежение през стъклен съд с разреден въздух, а през 1896 г. А. Бекерел открива явлението радиоактивност. А. Бекерел открива, че урановите соли спонтанно излъчват невидими лъчи, причиняващи почерняване на фотографската плака и флуоресценция на някои вещества. През 1898г Съпрузите Пиер Кюри и Мария Склодовска-Кюри откриват още два елемента - полоний и радий, които произвеждат подобно лъчение, но интензитетът им е многократно по-висок от интензитета на урановата радиация. Впоследствие са установени свойствата на тези лъчения и е определена тяхната природа. Освен това беше открито, че радиоактивните вещества непрекъснато отделят енергия под формата на топлина.

Явлението на спонтанното излъчване се нарича радиоактивност,и вещества, излъчващи радиация - радиоактивен.

Радиоактивност- това е свойството на ядрата на определени елементи спонтанно (т.е. без външни влияния) да се превръщат в ядра на други елементи с излъчване на специален вид радиация, т.нар. радиоактивно излъчване.Самото явление се нарича радиоактивно разпадане.Скоростта на радиоактивните трансформации не се влияе по никакъв начин от промените в температурата и налягането, наличието на електрически и магнитни полета, вида на химичното съединение на даден радиоактивен елемент и неговото агрегатно състояние.

Радиоактивните явления, срещащи се в природата, се наричат естествена радиоактивност; подобни процеси, протичащи в изкуствено получени вещества (чрез съответните ядрени реакции), - изкуствена радиоактивност.Това разделение обаче е условно, тъй като и двата вида радиоактивност се подчиняват на едни и същи закони.

Естествена радиоактивност и радиоактивни семейства

Радиоактивните елементи са често срещани в природата в минимални количества. Намират се в твърдите скали на земната кора, във водата, във въздуха, както и в растителните и животинските организми, в които постъпват от околната среда.

IN земната кораЕстествено радиоактивните елементи се намират предимно в уранови руди и почти всички са изотопи на тежки елементи с атомен номер над 83. Ядрата на тежките елементи са нестабилни. В някои случаи те претърпяват множество последователни ядрени трансформации. В резултат на това възниква цяла верига от радиоактивни разпади, в които изотопите се оказват генетично свързани помежду си. Такава верига, съвкупност от всички изотопи на редица елементи, възникващи в резултат на последователни радиоактивни трансформации от един материален елемент, се нарича радиоактивно семейство или наблизо.Семейството е кръстено на първите елементи, от които започват радиоактивните трансформации, т.е. според техните предци.

Понастоящем са известни три естествено радиоактивни семейства: уран-радий (238 92 U-Ra), торий (232 90 Th) и актиний (235 89 Ac). Първоначалният елемент от семейството на урана, 238 92 U, в резултат на 14 последователни радиоактивни трансформации (осем алфа и шест бета трансформации) се превръща в стабилния изотоп на оловото 206 82 Pb. Тъй като това семейство включва много важния радиоактивен елемент радий, както и неговите разпадни продукти, то често се нарича семейство уран-радий.

Предшественикът на семейството на торий, 232 90 Th, преминава през десет последователни трансформации (шест алфа и четири бета трансформации) в стабилния изотоп на оловото 208 82 Pb.

Предшественикът на семейството на актиния е изотопът на уран 235 92 U, който преди това се наричаше актиний-уран AcU. Тъй като сред членовете на серията има изотоп на актиний 227 89 Ac, това семейство получи имената на семейството на актиний или актиний-уран. Чрез единадесет трансформации (седем алфа и четири бета трансформации) 235 92 U се трансформира в стабилния изотоп на оловото 205 82 Pb. Характерно за родителските елементи на тези семейства е, че те имат много дълъг полуживот.

Характеристики на радиоактивното излъчване

Радиоактивното излъчване е невидимо. Открива се с помощта на различни явления, възникващи при действието му върху вещество (светене на луминофори или флуоресцентни екрани, йонизация на вещество, почерняване на фотографска емулсия след проявяване и др.).

Естеството на радиацията, излъчвана от радиоактивни вещества, е изследвана както чрез поглъщането му в веществото, така и чрез отклонението на тези лъчи в електрическо и магнитно поле. Открито е, че радиоактивното излъчване в напречно магнитно поле обикновено се разделя на три лъча. Докато природата на тези лъчения не беше изяснена, лъчите, отклоняващи се към отрицателно заредената плоча, условно се наричаха алфа лъчи, тези, които се отклоняваха към положително заредената плоча, бяха бета лъчи, а лъчите, които изобщо не бяха отклонени, се наричаха гама лъчи. Това разделение на радиоактивното лъчение на електрическо поленаправи възможно да се установи, че само гама лъчите са истински лъчи, тъй като те не се отклоняват дори в силно електрическо или магнитно поле; Алфа и бета лъчите са заредени частици и могат да бъдат отклонени.

Алфа частици (α) са ядрата на атомите на хелий (4 2 H) и се състоят от два протона и два неутрона, имат двоен положителен заряд и относително голяма маса от 4,003 amu. Тези частици надвишават масата на електрона 7300 пъти; тяхната енергия варира от 2-11 MeV. За всеки даден изотоп енергията на α частиците е постоянна. Обхватът на алфа частиците във въздуха е 2-10 cm в зависимост от енергията, а в биологичните тъкани – няколко десетки микрона. Тъй като алфа частиците са масивни и имат относително по-висока енергия, техният път през материята е прав; те предизвикват силни йонизационни и флуоресцентни ефекти. Във въздуха на 1 см път една алфа частица образува 100-250 хиляди двойки йони. Следователно алфа излъчвателите, когато попаднат в тялото, са изключително опасни за хората и животните.

Цялата енергия на α-частиците се прехвърля към клетките на тялото и ги уврежда

Бета радиация (β) представлява потока от частици (електрони или позитрони), излъчени от ядра по време на бета-разпад. Физическите характеристики на електроните от ядрен произход (маса, заряд) са същите като тези на електроните на атомната обвивка.

За разлика от α-частиците, бета-частиците от един и същи радиоактивен елемент имат различно количество енергия (от нула до определена максимална стойност).

Тъй като β-частиците от един и същи радиоактивен елемент имат различни енергийни запаси, техният пробег в една и съща среда ще бъде различен. Пътят на бета-частиците в материята е криволичещ, тъй като, имайки изключително малка маса, те лесно променят посоката на движение под въздействието на електрическите полета на насрещните атоми. β частиците имат по-малък йонизиращ ефект от алфа радиацията. Те образуват 50-100 двойки йони на 1 cm път във въздуха и имат “разпръснат тип йонизация”.

Обхватът на β-частиците във въздуха може да бъде до 25 m в зависимост от енергията, а в биологичните тъкани – до 1 cm.

Гама радиация (γ) представлява потока от електромагнитни вълни; както и радиовълните, видимата светлина, ултравиолетовите и инфрачервените лъчи и рентгеновите лъчи. Различните видове електромагнитно излъчване се различават по условията на образуване и определени свойства (дължина на вълната и енергия).

Рентгеновото лъчение възниква, когато бързите електрони се забавят в електрическото поле на ядрото на атомите на дадено вещество (тормозно рентгеново лъчение) или когато електронните обвивки на атомите се пренареждат по време на йонизацията и възбуждането на атоми и молекули (характеристика X -лъчева радиация). При различни преходи на атоми и молекули от възбудено състояние в невъзбудено състояние могат да се излъчват лъчи. Гама лъчите са лъчения с ядрен произход. Те се излъчват от атомните ядра по време на алфа и бета разпада на естествени и изкуствени радионуклиди в случаите, когато дъщерното ядро ​​съдържа излишна енергия, която не се улавя от корпускулярно излъчване (α или β частица). Този излишък незабавно се осветява под формата на гама лъчи.

Гама-квантите нямат маса на покой. Това означава, че фотоните съществуват само в движение. Те нямат заряд и следователно не се отклоняват в електрически и магнитни полета. В материята и вакуума гама-лъчението се разпространява праволинейно и равномерно във всички посоки от източника. Скоростта на разпространение на радиацията във вакуум е равна на скоростта на светлината (3·10 10 cm/s).

Енергията на гама лъчение от естествени радиоактивни елементи варира от няколко keV до 2-3 MeV и рядко достига 5-6 MeV.

Гама лъчите, които нямат заряд или маса на покой, предизвикват слаб йонизиращ ефект, но имат голяма проникваща способност. Разстоянието на пътуване във въздуха достига 100-150 m.

Контролни въпроси:

1 Какво е радиоактивност?

2 Видове радиоактивност.

3 Опишете алфа частиците.

4 Дайте характеристики на бета частиците.

5 Опишете гама лъчение.

В момента се открива радиация полезно приложениене само за генериране на електрическа и топлинна енергия. Полезни свойстваРадиацията е намерила приложение в различни области на естествените науки, технологиите и медицината:

Ø в индустрията:

o гама дефектоскопия – контрол на целостта на различни заварени метални обвивки (корпуси на реактори, подводници и надводни кораби, тръбопроводи и др.), неутронен каротаж;

o проучване на нефт и вода;

Ø в селското стопанство:

o предсеитбена обработка на семената, която увеличава добива;

o дезинфекция на отпадъчни води от животновъдни ферми;

Ø в астронавтиката:

o създаване на източници на ядрена енергия за спътници и орбитални комплекси;

Ø в криминалистиката:

o поставяне на специални маркировки върху откраднати предмети за улесняване на тяхното търсене, идентифициране и разкриване на престъпниците;

Ø в археологията:

o определяне на възрастта на геоложките скали - възрастта на Земята се оценява по уран-оловен метод (около 4,5 милиарда години);

o Радиовъглеродният метод ви позволява да установите възрастта на обекти от биологично естество с точност до 50 години в диапазона от 1000 - 50 000 години: например въз основа на измерването на съдържанието на въглерод във въжени сандали, намерени в пещера в Орегон , съществуването на праисторически хора преди 9000 години е потвърдено в Съединените щати;

Ø в медицината:

o диагностика на заболявания;

o лечение на онкоболни;

o стерилизация на медицински инструменти и материали.

Откриването на радиоактивността оказа огромно влияние върху развитието на науката и технологиите, то бележи началото на ера на интензивно изследване на свойствата и структурата на веществата. Новите перспективи, възникнали в енергетиката, промишлеността, военните, медицината и други области на човешката дейност благодарение на овладяването на ядрената енергия, бяха оживени от откриването на способността на химичните елементи да претърпяват спонтанни трансформации. Въпреки това, наред с положителните фактори за използване на свойствата на радиоактивността в интерес на човечеството, все още е възможно да се дадат примери за тяхната отрицателна намеса в нашия живот. Те включват потънали кораби и подводници с ядрени двигателиИ атомни оръжия, погребване на радиоактивни отпадъци в морето и на сушата, аварии в атомни електроцентрали и др.

Понастоящем е постигнат значителен напредък в решаването на проблема с използването на атомната енергия в националната икономика. Основната единица за производство на енергия атомни устройства, използвайки вътрешноядрена енергия, е реактор. Създаден в активната зона на реактора необходимите условияза възникване и поддържане на определено ниво на верижна реакция на делене на тежки ядра. Освободен по същото време Термална енергиянатрупани от охлаждащата течност и изнесени извън активната зона.

Една от най-важните задачи за осигуряване на радиационна безопасност в ядрени реакторие надеждното задържане на огромни количества радиоактивни вещества, генерирани по време на тяхната работа. Задържането на продуктите на делене вътре в реактора се осъществява чрез система от три бариери (обвивка на горивото, първи контур, външна защита на реактора).

ЯДРЕНО ФИЗИЧНИ СВОЙСТВА

Тук ще разгледаме някои свойства скалисъдържащи радиоактивни елементи, както и процесите на преминаване на радиоактивно лъчение през скали.

Феномен радиоактивност

Радиоактивността е свойството на ядрата на някои елементи спонтанно да променят своя състав и енергийно състояние. Радиоактивността е вътрешно свойство на ядрата, което не зависи от външните условия.

Както знаете, ядрото се състои от положително заредени протони и неутрални неутрони; сумата от протони и неутрони (нуклони) е равна на атомното тегло на елемента. Силите, които задържат нуклоните в ядрото, се наричат ​​ядрени сили. Те са с разменен характер, т.е. В ядрото има постоянен обмен на р-мезон между протони и неутрони.

Основното свойство на ядрените сили, което влияе върху радиоактивността, е тяхното кратко действие. В ядрото всеки нуклон не е свързан от ядрени сили към всички нуклони, а само към близките. Радиусът на действие на ядрените сили е около 10 -15 м. Ядро с размерите, в които ядрените сили достигат насищане, е най-стабилно. Това е хелиево ядро ​​с два протона и два неутрона или a-частица, ако това ядро ​​има кинетична енергия. Ядрата на други елементи, които могат да бъдат съставени от хелиеви ядра, също имат максимална стабилност и най-голямо изобилие в скалите. Това са ядрата на елементите кислород (8 протона и 8 неутрона), силиций (14, 14), калций (20, 20). Напротив, ядрото на берилий, състоящо се от 5 неутрона и 4 протона (2а-частици + неутрон), е аномално нестабилно и се разпада при облъчване с гама лъчи с относително ниска енергия.

Енергията на свързване на нуклоните в ядрото може лесно да се изчисли

E=Δm×c 2 (7.1)

където Dm е масовият дефект; c е скоростта на светлината във вакуум. Изчисленията показват: колкото по-сложно е ядрото, колкото повече протони и неутрони съдържа, толкова по-ниска е енергията на свързване на нуклон. Следователно радиоактивността е свойство на предимно тежки елементи. Всички елементи, чийто атомен номер е по-голям от 81 (талий), са радиоактивни или съдържат радиоактивни изотопи.

Има основно три вида радиоактивни трансформации, наблюдавани в скалите: алфа трансформация, бета трансформация и гама лъчение.

Алфа трансформацията се състои от излъчване на α частица от ядрото.Пример за такава реакция в скалите е α трансформацията на радия в радиоактивния газ радон:

286 88 Ra → 2 4 α + 222 86 Rn + γ

Бета трансформацията се състои от излъчване на b-частица (електрон) от ядрото по време на трансформацията на неутрон в протон в ядрото (n ® p + e -) - 88% от ядрата на радиоактивния изотоп 40 K опит този вид трансформация:

В 12% от случаите 40 K ядрото се трансформира чрез улавяне на електрони, т.е. при улавянето на електрон от вътрешния К-слой от ядрото и превръщането на протон в неутрон:

40 19 K + e - → 40 18 Ar+ γ

Ядрата, образувани по време на радиоактивна трансформация, най-често завършват във възбудено състояние. Преминавайки към нормално състояние, те излъчват излишна енергия под формата на гама кванти.

Гама радиацията е твърдо електромагнитно излъчване, което съпътства ядрените трансформации. Енергията на g-излъчването е индивидуална за всеки тип ядра и е параметър на конкретно ядрено преобразуване.

В сравнение с други видове електромагнитно лъчение, гама лъчението се характеризира с по-висока енергия и по-висока честота на вибрация. Последното следва от релацията

където ħ константа на Планк; v - честота.

Гама радиацията се характеризира повече с корпускулярни, отколкото с вълнови свойства. Гама-лъчението може да се представи като поток от частици с маса m=ħ×ν/c 2, разпространяващ се със скоростта на светлината. Поради значително по-високата проникваща способност на g-лъчите в сравнение с α- и b-частиците, g-лъчението се използва главно в проучвателните геофизични методи.

Невъзможно е да се предвиди времето на разпадане на едно ядро, тъй като радиоактивната трансформация е случайно явление. Моделът се появява за голямо числоатоми. Изразява се чрез закона за радиоактивното превръщане, който гласи, че броят на трансформираните ядра е пропорционален на наличния брой радиоактивни ядра. Коефициентът на тази пропорционалност е параметърът l на разпадащия се атом и има значението на вероятността за разпадане за единица време.

В интегралната си форма законът за радиоактивното превръщане отразява изменението на количеството радиоактивно вещество във времето

N = N 0 ×e - λt (7.2)

където t е времето от началото на трансформацията; N 0 , N е броят на атомите на трансформиращия елемент в момент 0 и t, съответно.

По-удобен параметър за използване на разпадащо се ядро ​​е полуживотът T 1/2, който зависи само от l:

Времето на полуразпад е равно на времето, през което половината от атомите се трансформират. Така че, ако полуживотът на радона е 3,82 дни, тогава след това време само половината от радоновите атоми ще останат във водата, взета от източник на радон. След приблизително 10 × T 1/2, т.е. след 38 дни, всички радонови атоми ще се разпаднат. По-долу са периодите на полуразпад на най-често срещаните радиоактивни изотопи в скалите:

Нека отбележим, първо, ниското съдържание на радиоактивни елементи в земната кора. Да сравним, например, с преобладаването на такива скалообразуващи елементи като Si (27,7%) или Ca (3,63%). Съдържанието на други радиоактивни елементи е още по-ниско. Второ, уранът, торият и калият имат много дълъг полуживот, т.е. те са относително слабо радиоактивни елементи. Например радият се разпада милиони пъти по-бързо от урана, а радонът се разпада милиарди пъти. Но има точно толкова пъти по-малко от тези елементи в земната кора в сравнение с урана. Това разкрива зависимостта на изобилието на даден елемент в природата от стабилността на неговото ядро.

Ако по време на трансформацията на 40 K ядро ​​веднага се образуват стабилни изотопи на Ca и Ar, то при разпадането на ядрата на уран и торий новообразуваните изотопи също са радиоактивни. След разпадането на U и Th следват цели вериги от радиоактивни трансформации, завършващи с образуването на стабилни изотопи на оловото. Изотопите на елементите, участващи в тези последователни трансформации, образуват така наречените радиоактивни серии, основателите на които са уран и торий. Така радият и радонът са част от серията уран

Основната характеристика на радиоактивните серии е, че най-дълго живеещият (най-малко радиоактивен) елемент от серията е нейният предшественик, т.е. уран или торий. Всички останали елементи от серията се разпадат бързо. Това обстоятелство, както и експоненциалният характер на закона за радиоактивното превръщане, води до важна собственост radioactive series - радиоактивно равновесие. Проявява се в неизменността на количествата елементи в средата на редицата, тъй като броят на разпадащите се и образуващите се атоми е балансиран. Броят на атомите на радиоактивните елементи в една серия е свързан помежду си и с броя на атомите на родителя, т.е. уран или торий:

λ 1 ×N 1 = λ 2 ×N 2 = … = λ i ×N i = … = λ n ×N n (7.3)

където l i е константата на разпадане на i-тия елемент от серията; Ni е броят на атомите на този елемент. Съгласно връзката (7.3), знаейки броя на атомите на един елемент в серия, можете да определите броя на всички останали.

Произведението λ×N = A се нарича активност на веществото. Като се има предвид значението на l като вероятност за разпадане за единица време, активността е равна на броя на разпадащите се атоми за единица време. Активност от едно разпадане в секунда се нарича бекерел (Bq).

Съгласно уравнението на радиоактивното равновесие (7.3), активността на елементите от една серия може да се изрази чрез активността на нейния родител

където n е броят на елементите в реда.

С други думи, за да се оцени радиоактивността на серията уран или торий, е достатъчно да се знае количеството уран или торий. Това обстоятелство значително опростява изследването на радиоактивността на скалите, тъй като в случай на радиоактивно равновесие не е необходимо да се определя съдържанието на онези радиоактивни елементи, които са част от серията.

Радиация, радиоактивност и радиоизлъчване са понятия, които дори звучат доста опасно. В тази статия ще научите защо някои вещества са радиоактивни и какво означава това. Защо всички се страхуват толкова много от радиацията и колко опасна е тя? Къде можем да намерим радиоактивни вещества и с какво ни заплашва това?

Концепция за радиоактивност

Под радиоактивност имам предвид „способността“ на атомите на определени изотопи да се разделят и по този начин да създават радиация. Терминът "радиоактивност" не се появи веднага. Първоначално такова лъчение е наречено лъчи на Бекерел в чест на учения, който го е открил, докато е работил с изотоп на уран. Сега наричаме този процес терминът „радиоактивно излъчване“.

В този доста сложен процес оригиналният атом се трансформира в атом на напълно различен атом. химичен елемент. Поради изхвърлянето на алфа или бета частици, масовото число на атома се променя и съответно това го придвижва по таблицата на Д. И. Менделеев. Струва си да се отбележи, че масовото число се променя, но самата маса остава почти същата.

Разчитайки на тази информация, можем малко да перифразираме определението на понятието. И така, радиоактивността е и способността на нестабилните атомни ядра да се трансформират независимо в други, по-стабилни и стабилни ядра.

Вещества - какви са те?

Преди да говорим какво представляват радиоактивните вещества, нека най-общо да дефинираме какво се нарича вещество. Така че, на първо място, това е вид материя. Логично е и тази материя да се състои от частици, а в нашия случай това най-често са електрони, протони и неутрони. Тук вече можем да говорим за атоми, които се състоят от протони и неутрони. Е, молекулите, йоните, кристалите и така нататък са направени от атоми.

Концепцията за химично вещество се основава на същите принципи. Ако е невъзможно да се изолира ядро ​​в материя, тогава то не може да бъде класифицирано като химическо вещество.

За радиоактивните вещества

Както бе споменато по-горе, за да прояви радиоактивност, един атом трябва спонтанно да се разпадне и да се превърне в атом на напълно различен химичен елемент. Ако всички атоми на едно вещество са достатъчно нестабилни, за да се разпаднат по този начин, тогава имате радиоактивно вещество. На по-технически език определението би звучало така: веществата са радиоактивни, ако съдържат радионуклиди и то във високи концентрации.

Къде се намират радиоактивните вещества в таблицата на Д. И. Менделеев?

Съвсем просто и лесен начинза да разберете дали дадено вещество е радиоактивно, трябва да погледнете таблицата на Д. И. Менделеев. Всичко, което идва след оловния елемент, са радиоактивни елементи, както и прометий и технеций. Важно е да запомните кои вещества са радиоактивни, защото това може да ви спаси живота.

Съществуват и редица елементи, които имат поне един радиоактивен изотоп в техните естествени смеси. Ето частичен списък от тях, показващ някои от най-често срещаните елементи:

• калий.
• калций.
• Ванадий.
• Германий.
• Селен.
• Рубидий.
• Цирконий.
• Молибден.
• Кадмий.
• Индий.

Радиоактивните вещества включват тези, които съдържат радиоактивни изотопи.

Видове радиоактивни лъчения

Има няколко вида радиоактивно излъчване, които ще бъдат обсъдени сега. Алфа и бета радиацията вече бяха споменати, но това не е целият списък.

Алфа радиацията е най-слабата радиация и е опасна, ако частиците навлязат директно в човешкото тяло. Такова излъчване се произвежда от тежки частици и затова лесно се спира дори от лист хартия. По същата причина алфа лъчите не преминават повече от 5 см.

Бета радиацията е по-силна от предишната. Това е радиация от електрони, които са много по-леки от алфа частиците, така че могат да проникнат на няколко сантиметра в човешката кожа.

Гама лъчението се реализира от фотони, които доста лесно проникват още по-далеч във вътрешните органи на човек.

Най-мощното лъчение по отношение на проникването е неутронното лъчение. Доста е трудно да се скрие от него, но всъщност не съществува в природата, освен може би в непосредствена близост до ядрени реактори.

Въздействие на радиацията върху хората

Радиоактивен опасни субстанциичесто могат да бъдат фатални за хората. Освен това излагането на радиация има необратим ефект. Ако сте изложени на радиация, вие сте обречени. В зависимост от степента на увреждане, човек умира в рамките на няколко часа или в продължение на много месеци.

В същото време трябва да се каже, че хората са постоянно изложени на радиоактивно лъчение. Слава Богу, че е достатъчно слабо, за да бъде фатално. Например, гледайки футболен мач по телевизията, получавате 1 микрорад радиация. Естественият радиационен фон на нашата планета обикновено е до 0,2 rad на година. 3-ти подарък - вашата порция радиация по време на рентген на зъбите. Е, излагането на повече от 100 рада вече е потенциално опасно.

Вредни радиоактивни вещества, примери и предупреждения

Най-опасното радиоактивно вещество е полоний-210. Благодарение на радиацията около него можете дори да видите вид светеща „аура“ син цвят. Струва си да се каже, че съществува стереотип, че всички радиоактивни вещества светят. Това изобщо не е вярно, въпреки че има такива варианти като полоний-210. Повечето радиоактивни вещества изобщо не са подозрителни на външен вид.

Най-радиоактивният метал на този момент Livermorium се счита. Неговият изотоп Livermorium-293 се разпада за 61 милисекунди. Това беше открито още през 2000 г. Ununpentium е малко по-нисък от него. Времето на разпадане на Ununpentia-289 е 87 милисекунди.

Също интересен факте, че едно и също вещество може да бъде както безвредно (ако изотопът му е стабилен), така и радиоактивно (ако ядрата на изотопа му са пред колапс).

Учени, изучавали радиоактивността

Радиоактивни вещества за дълго времене се считат за опасни и следователно са свободно изследвани. За съжаление, тъжните смъртни случаи ни научиха, че трябва да внимаваме с подобни вещества и повишено нивосигурност.

Един от първите, както вече споменахме, беше Антоан Бекерел. Това е велик френски физик, на когото принадлежи славата на откривател на радиоактивността. За заслугите си той е награден с членство в Кралското общество на Лондон. Заради приноса си в тази област, той почина доста млад, на 55 години. Но работата му се помни и до днес. В негова чест са кръстени самата единица за радиоактивност, както и кратерите на Луната и Марс.

Също толкова велика личност е Мария Склодовска-Кюри, която работи с радиоактивни вещества заедно със съпруга си Пиер Кюри. Мария също беше французойка, макар и с полски корени. В допълнение към физиката, тя се занимава с преподаване и дори активна социална дейност. Мария Кюри - първата жена лауреат Нобелова наградаедновременно в две дисциплини: физика и химия. Откриването на такива радиоактивни елементи като радий и полоний е заслуга на Мария и Пиер Кюри.

Заключение

Както виждаме, радиоактивността е доста труден процес, което не винаги остава под човешки контрол. Това е един от онези случаи, в които хората могат да се окажат напълно безсилни пред опасността. Ето защо е важно да запомните, че наистина опасните неща могат да бъдат много измамни на външен вид.

Най-често можете да разберете дали дадено вещество е радиоактивно или не, след като е било изложено на него. Затова бъдете внимателни и внимателни. Радиоактивните реакции ни помагат по много начини, но не бива да забравяме, че това е сила, която практически е извън нашия контрол.

Освен това си струва да си припомним приноса на велики учени в изследването на радиоактивността. Те ни предадоха невероятно количество полезни знания, които сега спасяват животи, снабдяват цели страни с енергия и помагат за лечението на ужасни болести. Радиоактивен химически веществае опасност и благословия за човечеството.

Есе

по дисциплина "Екология"

на тема: „Феноменът радиоактивност в природата"

Изпълнено:

Студент от група М-081г

Косотухина Надежда

Явлението радиоактивност в природата

Радиоактивността е способността на атомните ядра спонтанно да се превръщат в други ядра с излъчване на различни видове радиоактивно лъчение и елементарни частици.

Радиоактивността може да бъде разделена на два вида: естествена и изкуствена. Естествен, може да се наблюдава в нестабилни изотопи, съществуващи в природата. Изкуствена радиоактивност се наблюдава в изотопи, които са получени в резултат на ядрени реакции.

Има три вида радиоактивно излъчване:

а-лъчение – това излъчване се характеризира с електрическо и магнитни полета. Има висока йонизираща способност. Характеризира се и с ниска проникваща способност. В основата си това е поток от хелиеви ядра.

b-лъчение - също като a-лъчение, това лъчение се отклонява от електрически и магнитни полета. Ако продължим сравнението, неговата йонизираща способност е много по-ниска (с приблизително два порядъка), а проникващата способност е много по-голяма от тази на a-частиците. b-лъчението е поток от бързи електрони.

g-лъчение - за разлика от предходните две, не се отклонява от електрически и магнитни полета. Йонизиращият капацитет е нисък. Но проникващата способност е просто колосална. g-лъчението е късовълново електромагнитно излъчване, чиято дължина на вълната не е голяма. Следствието от това са изразени корпускулярни свойства.

Остра и хронична лъчева болест. Радиационни изгаряния.

Ако се използват ядрени оръжия за масово унищожение, възниква източник на ядрено унищожение. Тази територия става напълно неподходяща за обитаване. Всичко ще бъде унищожено поради фактори като въздушни ударни вълни, светлинна радиация, проникваща радиация и радиоактивно замърсяване на района.

Най-важният увреждащ фактор е въздушната ударна вълна. Образува се поради бързото увеличаване на обема на продуктите от ядрена експлозия под въздействието на огромно количество топлина и компресия, а след това и разреждане на околните слоеве въздух. Засегнатата от взривната вълна площ е много значителна! Всичко живо и неживо, което се изпречи на пътя му, се унищожава.

Проникващата радиация е гама лъчи и неутронен поток. Идват от зоната на ядрен взрив. Те имат способността да се разпространяват в много хиляди метро, ​​не се спират от никаква среда и също така причиняват йонизация на атоми и молекули. При излагане на радиация в организма се нарушават биологичните процеси и функциите на органите и тъканите. Последствието е лъчева болест.

Изгаряния на почти цялата повърхност на тялото възникват поради излагане на тялото на светлинно лъчение. За защита на открито се използват специални дрехи и очила, но като цяло е препоръчително да се скриете в бомбоубежище.

Радиоактивните атоми създават почвена адсорбция и причиняват радиоактивно замърсяване на района.

Основната опасност за хората в замърсени зони е външната бета-гама радиация и навлизането на продукти от ядрена експлозия в тялото и върху кожата.

Лъчева болест (или остра лъчева болест) е увреждане на всички органи и системи на тялото, което настъпва мигновено. Най-значими промени настъпват в наследствените структури на делящите се клетки, главно хемопоетичните клетки на костния мозък, лимфната система, епитела на стомашно-чревния тракт и кожата, клетките на черния дроб, белите дробове и други органи. Това се случва поради излагане на йонизиращо лъчение.

Мощността на дозата на радиоактивното лъчение играе важна роля: същото количество радиационна енергия, погълната от клетката, причинява по-голямо увреждане на биологичните структури, толкова по-кратък е периодът на облъчване. Ако експозицията се удължи във времето, тогава тя причинява значително по-малко щети, отколкото същите дози, абсорбирани за период от време. краткосрочен.

Разликите са свързани със способността за възстановяване на тялото, увредено от радиацията. С увеличаване на мощността на дозата значението на процесите на възстановяване намалява.

Погълнатата доза радиация се измерва чрез енергията на йонизиращото лъчение, прехвърлена към масата на облъченото вещество. Единицата за погълната доза е грей (Gy), равен на 1 джаул, погълнат от 1 kg вещество (1 Gy = 1 J/kg = 100 rad).

Органно увреждане и зависимост на проявите от тъканната доза:

За оценка на увреждането на човешкото здраве поради неравномерно облъчване е въведено понятието ефективна еквивалентна доза, което се използва при оценка на възможните стохастични ефекти - злокачествени новообразувания.

За оценка на щетите от стохастичното въздействие на йонизиращото лъчение върху персонала или населението се използва колективна еквивалентна доза, равна на произведението на индивидуалните еквивалентни дози от броя на лицата, изложени на радиация. Единицата за колективна еквивалентна доза е ман-сиверт (man-Sv).

Веднага след облъчване на човек, клиничната картина се оказва лоша, понякога изобщо няма симптоми. Ето защо познаването на дозата на облъчване на дадено лице играе решаваща роля в диагностиката и ранната прогноза на хода на острата лъчева болест, при определянето на терапевтичната тактика преди развитието на основните симптоми на заболяването.

В съответствие с дозата на облъчване, острата лъчева болест обикновено се разделя на четири степени на тежест:

Диференциация на острата лъчева болест по тежест в зависимост от проявите на първичната реакция:

Острата лъчева болест е самостоятелно заболяване, което се развива в резултат на смъртта на предимно делящи се клетки на тялото под въздействието на краткотрайно (до няколко дни) излагане на йонизиращо лъчение върху големи участъци от тялото. Причината за острата лъчева болест може да бъде както злополука, така и пълно облъчване на тялото с терапевтична цел - при трансплантация на костен мозък, при лечение на множество тумори.

Клиничната картина на острата лъчева болест е много разнообразна; зависи от дозата радиация и времето, изминало след облъчването. В своето развитие заболяването преминава през няколко етапа. В първите часове след облъчването се появява първична реакция (повръщане, треска, главоболие непосредствено след облъчването). След няколко дни (колкото по-рано, толкова по-висока е дозата на облъчване) се развива изчерпване на костния мозък, в кръвта се развиват агранулоцитоза и тромбоцитопения. Появяват се различни инфекциозни процеси, стоматити, кръвоизливи. Между първичната реакция и разгара на заболяването при дози на радиация под 500 - 600 rad се наблюдава период на външно благополучие - латентен период. Разделянето на острата лъчева болест на периоди на първична реакция, латентна, височина и възстановяване е неточно: чисто външните прояви на болестта не определят истинската ситуация.

Хроничната лъчева болест е заболяване, причинено от многократно облъчване на тялото в малки дози, общо над 100 rad. Развитието на заболяването се определя не само от общата доза, но и от нейната мощност, тоест от периода на облъчване, през който дозата на радиация е погълната от тялото. В условията на добре организирана радиологична служба в страната не се наблюдават случаи на хронична лъчева болест. Лошият контрол върху източниците на радиация и нарушаването на правилата за безопасност от персонала при работа с рентгенови терапевтични апарати води до случаи на хронична лъчева болест.

Клиничната картина на хроничната лъчева болест се определя предимно от астеничен синдром и умерени цитопенични промени в кръвта. Самите промени в кръвта не са източник на опасност за пациентите, въпреки че намаляват работоспособността им.

При хронична лъчева болест много често възникват тумори - хемобластоза и рак. С добре организиран клиничен преглед, обстоен онкологичен преглед веднъж годишно и кръвни изследвания два пъти годишно е възможно да се предотврати развитието на напреднали форми на рак, а продължителността на живота на такива пациенти се доближава до нормалната.

Наред с острата и хроничната лъчева болест може да се разграничи подостра форма, която възниква в резултат на многократно повтарящо се облъчване в средни дози в продължение на няколко месеца, когато общата доза за сравнително кратък период от време достига 500-600 rad. Клиничната картина на това заболяване наподобява остра лъчева болест.

Противорадиационна защита на населението. Медицинска профилактика и първа помощ при радиационни увреждания.

Според предупредителните сигнали на Гражданска защита „Опасност от радиация“ населението трябва да се укрие в защитни съоръжения. Както е известно, те значително (няколко пъти) отслабват действието на проникващата радиация.

Поради опасността от радиационно увреждане е невъзможно да се започне оказване на първа помощ на населението, ако в района има високи нива на радиация. В тези условия от голямо значение е оказването на само- и взаимопомощ от самото засегнато население и стриктното спазване на правилата за поведение в замърсената зона.

В райони, замърсени с радиоактивни вещества, не трябва да ядете храна, да пиете вода от замърсени водоизточници или да лягате на земята. Редът за приготвяне на храна и изхранване на населението се определя от органите на Гражданска защита, като се вземат предвид нивата на радиоактивно замърсяване на района.

При оказване на първа помощ в зони с радиоактивно замърсяване в зони на ядрено увреждане, на първо място, трябва да се извършат онези мерки, от които зависи запазването на живота на засегнатото лице. След това е необходимо да се елиминира или намали външното гама-лъчение, за което се използват защитни конструкции: укрития, вдлъбнати помещения, тухлени, бетонни и други сгради. За предотвратяване на по-нататъшно излагане на радиоактивни вещества върху кожата и лигавиците се извършва частична санитарна обработка и частична дезактивация на облеклото и обувките. Частична дезинфекция се извършва чрез измиване чиста водаили избърсване на откритата кожа с влажни тампони. Засегнатото лице се измива с очи и се изплаква устата. След това с поставяне на респиратор, памучно-лилава превръзка върху засегнатия или покриване на устата и носа му с кърпа, носна кърпа, шал, дрехите му се обеззаразяват частично. В същото време се взема предвид посоката на вятъра, така че прахът, изметен от дрехите, да не пада върху другите.

Ако в тялото навлязат радиоактивни вещества, стомахът се промива и се дават адсорбенти (активен въглен). Ако се появи гадене, вземете антиеметик от личната си аптечка. За да се предотвратят инфекциозни заболявания, към които облъченото лице става податливо, се препоръчва да се приемат антибактериални средства.

Животинските и растителните организми се характеризират с различна радиочувствителност, причините за която все още не са напълно изяснени. По правило най-малко чувствителни са едноклетъчните растения, животни и бактерии, а най-чувствителни са бозайниците и хората. Разликите в чувствителността към радиация се срещат при индивиди от един и същи вид. Зависи от физиологичното състояние на тялото, условията на неговото съществуване и индивидуалните характеристики. Новородените и старите индивиди са по-чувствителни към радиация. Различните видове заболявания и излагането на други вредни фактори влияят негативно върху хода на радиационното увреждане.

Промените, които се развиват в органите и тъканите на облъчения организъм, се наричат ​​соматични. Има ранни соматични ефекти, които се характеризират с ясна зависимост от дозата, и късни, които включват повишен риск от развитие на тумори (левкемия), съкращаване на продължителността на живота и различни видове органна дисфункция. Няма специфични неоплазми, характерни само за йонизиращото лъчение. Съществува тясна връзка между дозата, добива на тумора и периода на латентност. С намаляването на дозата честотата на туморите намалява и латентният период се увеличава.

В дългосрочен план могат да се наблюдават и генетични (вродени деформации, наследствени увреждания) увреждания, които наред с туморните ефекти са стохастични. Основата на генетичните ефекти на радиацията е увреждане на клетъчните структури, отговорни за наследствеността - репродуктивните яйчници и тестисите.

Действието на радиацията, както беше казано, зависи от големината на погълнатата доза и нейното пространствено-времево разпределение в организма. Радиацията може да причини увреждане, вариращо от незначително, неклинично до фатално. Еднократното остро, продължително, частично, хронично облъчване в доза, различна от нула, според съвременните представи може да увеличи риска от дългосрочни стохастични ефекти - рак и генетични нарушения.

Брой смъртни случаи от тумори и наследствени дефекти в резултат на радиация:

Остри лъчеви увреждания 131 I от тежка, средна и лека степен могат да се очакват при постъпване в организма на следните количества:

Токсичността на радионуклида при вдишване е приблизително 2 пъти по-висока, което е свързано с по-голяма площ на b-облъчване.

При прием на по-малки количества от 131 I се отбелязва дисфункция на щитовидната жлеза, както и незначителни промени в кръвната картина и някои показатели на метаболизма и имунитета. Облъчването на щитовидната жлеза в дози от порядъка на десетки грей предизвиква намаляване на нейната функционална активност с частично възстановяване през следващите месеци и евентуално последващо ново понижение. При доза от няколко грей се открива повишаване на функционалната активност на жлезата в непосредствения период, което може да бъде заменено от състояние на хипофункция. Функционалните нарушения се проявяват не само чрез намаляване на секрецията на хормони, но и чрез намаляване на тяхната биологична активност. Увреждането на жлезата е свързано не само с прякото въздействие на радиацията върху епитела на щитовидната жлеза, но и с увреждане на кръвоносните съдове и особено с радиоимунни нарушения.

Природата радиоактивностса включени в учебната програма.Макар и представени... 1. Основни понятия и терминология Радиоактивност(радиоактивност) е обозначение за невероятно явления природа, открит от Бекерел в края...