A termeszétes radioaktivitás

A radioaktivitás felfedezése Antoine Henri Becquerel Az uránérc előzetes besugárzás nélkül is bocsátott ki bizonyos sugarakat, amelyek a fényhez hasonló nyomot hagytak a fényképezőlemezen. Antoine Henri Becquerel 1852-1908

A radioaktivitás felfedezése Marie Curie és Pierre Curie Felfedezték a polóniumot és a rádiumot Megfigyelték, hogy az új sugárzás független a sugárzó elem fizikai és kémiai állapotától Radioaktív sugárzás:előzetes energiaközlés nélkül bekövetkező sugárzás Marie Curie 1867-1934 Pierre Curie 1859-1906

A radioaktivitás felfedezése Ernest Rutherford A radioaktív anyagból kilépő sugarakat elektromos mezőbe vezette, a sugárzás három összetevőjét figyelte meg. α sugárzás Β sugárzás γ sugárzás - Ernest Rutherford 1871-1937

A sugárzás tulajdonságai külső hatás nélkül keletkezik erőssége az elem mennyiségétől függ fizikai és kémiai változások nem befolyásolják kémiai hatása van, megfeketíti a filmet ionizáló hatása van élő sejteket károsítja fluoreszkálást, foszforeszkálást okoz

A radioaktív sugárzás típusai α-sugárzás: nagy sebességű He 2+- ionokból áll, ionizáló hatása legnagyobb, áthatoló képessége a legkisebb β-sugárzás: közel fénysebességű elektronokból áll, ionizáló hatása kisebb, áthatoló képessége nagyobb γ-sugárzás: nagy frekvenciájú elektromágneses hullám,ionizáló hatása legkisebb,áthatoló képessége legnagyobb

A radioaktív sugárzás típusai A sugárzások áthatolóképessége: α: levegőben néhány centiméter β: levegőben néhány méter γ: levegőben néhány száz méter

A radioaktivitás a sugárzó atomok belső átalakulásának következménye. Radioaktív családok A radioaktivitás a sugárzó atomok belső átalakulásának következménye. α-sugárzáskor a rendszám 2-vel, tömegszám 4-gyel csökken β-sugárzáskor a rendszám 1-gyel nő, tömegszám nem változik γ-sugárzáskor a rendszám és a tömegszám nem változik A radioaktív elemek családokba sorolhatók, melyben egymást követő bomlások sorozata játszódik le,míg egy stabil izotóp keletkezik.

A bomlást leíró fizikai mennyiségek Aktivitás: időegységre eső bomlások száma jele: A mértékegysége: Bq λ:bomlásállandó N:a t idő múlva jelenlévő bomlatlan atomok száma

Felezési idő: az az idő, amely alatt az atommagok fele elbomlik jele: T1/2 α bomlás β bomlás

A bomlást leíró fizikai mennyiségek Bomlástörvény: N (t) :a t időpillanatban jelenlévő bomlatlan atommagok száma N (0) : kezdeti bomlatlan atommagok száma Átlagos élettartam: A bomlásállandó reciproka.

A radiokarbonos kormeghatározás: olyan radiometrikus kormeghatározási módszer, amely a természetben előforduló szén-14 izotópot használja a széntartalmú anyagok korának meghatározására kb. 60 000 évre visszamenően. A szénnek két stabil (nem radioaktív) izotópja van: a szén-12 (12C) és szén-13 (13C). Ráadásul, előfordul kis mennyiségű instabil szén-14 (14C) a Földön. A szén-14-nek a felezési ideje 5730 év és régen eltűnt volna a Földről, ha a Föld légkörében a kozmikus sugárzás nem hozná létre szüntelenül, ez a folyamat nitrogént alakít át szén-14-é. Mikor a kozmikus sugarak belépnek a légkörbe, különböző átalakulásokon mennek keresztül, beleértve a neutronok termelését

Mikori az a bor, amiben ez az arány a harmadára csökkent ? Fizinfó cikk a pontosságáról Mikori az a bor, amiben ez az arány a harmadára csökkent ? T1/2=5730 év

Radioaktivitás észlelése Wilson-féle ködkamra A kamrában alkohol telített gőze van, a sugárforrásból kilépő részecskék ionokat hoznak létre, körülöttük a gőz lecsapódik. Charles Thomson Wilson 1869-1959

Radioaktivitás észlelése Geiger-Müller számláló – GM-cső anód: W-szál katód:Cu-henger Anód-katód közötti feszültség:500-2000V Töltőanyag: szerves oldószer gőze, nemesgáz A belépő radioaktív részecskék ionokat hoznak létre a gázokban,ez áramlökést hoz létre. Hans Geiger 1882-1945

Radioaktivitás észlelése Szcintillációs detektor Nagy energiájú sugárzás, vagy részecskék hatására fényvillanás következik be. NaI-kristály Tl-mal szennyezve Félvezető detektor Sugárzás hatására a kristály vezetőképessége rövid időre megnő. Szilárdtest-nyomdetektor Sugárzás hatására a kristályszerkezet torzul.

Dozimetria Fizikai dózisok 1.Elnyelt dózis Tömegegységre vonatkoztatott elnyelt energia Jele:D Mértékegysége: J/kg, Gy 2.Elnyelt dózisteljesítmény Az elnyelt dózis és az idő hányadosa: Mértékegysége:

Dozimetria 3. Besugárzási dózis Jele: X Mértékegysége: 1Gy=29,4mC/kg ΔQ: a Δm tömegű levegőben keltett ionok töltésösszege 4. Besugárzási dózisteljesítmény A besugárzási dózis és az idő hányadosa: Mértékegysége: C/kgs

Dozimetria Biológiai dózisok 1.Dózisegyenérték Jele: H Mértékegysége: Sv 1Sv=1J/kg H=DQN D: elnyelt dózis Q: sugárzás típusára jellemző faktor N: sugárzás körülményeire jellemző állandó 2.Elnyelt dózis K:dózisállandó A:aktivitás l:besugárzott anyag távolsága

Sugárterhelés hatásai Dozimetria Sugárterhelés hatásai D (mSv) Hatások 200 Küszöbdózis orvosilag kimutatható, tünetmentes 750-1000 Kritikus dózis rosszullét 1000-2000 Vérképző szervek zavarai 4000 Félhalálos dózis Az 50%-a orvosi kezelés hiányában meghal 6000 Halálos dózis A sugárdózis átlag értéke mSv/év-ben (Svédország)

Kérdések Ki fedezte fel az új sugárzást? Mit nevezünk természetes radioaktív sugárzásnak? Milyen összetevőkre bontható a radioaktív sugárzás? Milyen tulajdonságú a felfedezett sugárzás? Mit nevezünk radioaktív családoknak? Mi az aktivitás? Mi a felezési idő? Mi a bomlástörvény? Mi az átlagos élettartam? Milyen eszközökkel lehet kimutatni a sugárzást? Milyen dózisok használatosak?