Radioaktivitás Természetes radioaktív sugárzások

Az előadások a következő témára: "Radioaktivitás Természetes radioaktív sugárzások"— Előadás másolata:

1 Radioaktivitás Természetes radioaktív sugárzások

2 Radioaktivitás: Egyes elemek azon tulajdonsága, hogy minden külső beavatkozás nélkül, radioaktív sugárzás kibocsátása közben elbomlanak, és más elemekké alakulnak. A természetes radioaktivítás a természet-ben előforduló néhány elemnek és izotópjainak tulajdonsága. A 80-nál nagyobb rendszámú elemek és néhány könnyebb elem izotópjai radioaktívak.

3 Mesterségesen radioaktívak azok az elemek és elemek izotópjai, amelyek a természetben nem fordulnak elő, és mesterségesen, atommáglyában, gyorsító berendezésekben atom robbanásakor, radioaktív besugárzás hatására lezajló magreakciókban keletkeznek.

4 A radioaktivitás felfedezése
Antoine Henri Becquerel (1896) Az uránérc előzetes besugárzás nélkül is bocsátott ki bizonyos sugarakat, amelyek a fényhez hasonló nyomot hagytak a fényképezőlemezen. Antoine Henri Becquerel Francia fizikus

5 Becquerel: Különböző ásványok fluoreszkálását (meg-világítás utáni fénykibocsátás) vizsgálta Feltételezte:hogy ha fényhatásnak teszi ki őket, akkor azok utóvilágítást mutatnak Először röntgensugárzásra gyanakodott, ezért - mivel az minden anyagon áthatol - fekete papírba csomagolva egy fiókba tette fotolemezei mellé. Azok megfeketedtek. Ez akkor is bekövetkezett, ha előzetesen nem világította meg az ásványokat. Becquerel március 5-én kijelentette, hogy az urántartalmú ásványok röntgen-sugárzást bocsátanak ki.

6 A radioaktivitás felfedezése
Marie Curie ( ) 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

7 Maria Sklodowska (Curie felesége)
1898. december 26-án az uránnál milliószor erősebben sugárzó anyagot választott ki. Rádiumnak nevezte el (radius - sugár). Másik anyagot is találtak, amely 5000-szer jobban sugárzott a rádiumnál. Ez a polónium nevet kapta (Lengyelország után). 1903-ban a sugárzás vizsgálata terén elért eredményeikért Nobel-díjat kaptak.

8 Marie Curie nevezte el ezeket az anyagokat radioaktív anyagoknak, a jelenséget radioaktivitásnak, a sugárzást pedig radioaktív sugárzásnak. A radioaktív sugárzás vizsgálata céljából Curie-ék több, mint egymillió tonna olcsó érchulladékot szereztek be egy osztrák uránfesték gyárból. Mindebből 0,1 g tiszta RaCl2-t sikerült kiválasztaniuk.

9 A radioaktív anyagból kilépő sugarakat elektromos mezőbe vezette, a sugárzás három összetevőjét figyelte meg. Ernest Rutherford ( )

10 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

11 A radioaktív sugárzás típusai
α-sugárzás: nagy sebességű He2+- ionokból áll, ionizáló hatása legnagyobb, áthatoló képessége a legkisebb β-sugárzás: közel fénysebességű elektronokból áll, ionizáló hatása kisebb, áthatoló képessége nagyobb ϒ-sugárzás: nagy frekvenciájú elektromágneses hullám, ionizáló hatása legkisebb, áthatoló képessége legnagyobb

12 Az -sugarak kétszeresen ionizált héliumatomok, a bomlás után kettővel kisebb rendszámú, néggyel kisebb tömegszámú elemet kapunk. Energiája: 0,8- 1,2 pJ Sebességük: 107 m/s nagyságrendű A -bomlásnál a neutrino is kilép az anyagból. (pozitron) A mag tömegszáma az elektron kis tömege miatt nem változik, rendszáma viszont növekszik. A neutron protonná vagy a proton neutronná alakul át elektron kibocsátása vagy elnyelése révén. Energiája: fJ és pJ közötti tartomány Sebességük: 108 m/s nagyságrendű

13 Az atommag úgy is átalakulhat:
A -sugárzás igen rövid hullámhosszú, nagy energiájú, nagy áthatolóképességű elektro-mágneses sugárzás, amely mindig csak - vagy - sugárzással fordul elő. A radioaktiv bomlás által keletkezett új elem gyakran ismét radioaktív. Az atommag úgy is átalakulhat: (neutron) Az ilyen magátalakulást K-befogásnak nevezzük. A Z rendszám 1-gyel csökken, az A tömegszám változatlan marad, és egy ϒ-foton, illetve egy neutrinó távozik a magból.

14 A sugárzások áthatolóképessége:
α: levegőben néhány centiméter β: levegőben néhány méter γ: levegőben néhány száz méter

15 A radioaktivitás a sugárzó atomok belső átalakulásának következménye.
Radioaktív családok A radioaktivitás a sugárzó atomok belső átalakulásának következménye. A radioaktív elemek családokba sorolhatók, melyben egymást követő bomlások sorozata játszódik le,míg egy stabil izotóp keletkezik. Mindegyik családnak van egy : Leghosszabb felezési idővel rendelkező őseleme (névadó) Stabil végső eleme, amely valamelyik ólomizotóp, ill. a bizmut A bomlási sorok tömegszáma 4-el osztva azonos maradékot ad, a családok eszerint különülnek el.

16