Radioaktivita.

Prezentace na téma: "Radioaktivita."— Transkript prezentace:

1 Radioaktivita

2 Co je radioaktivita..? Je to samovolná přeměna jader nestabilních nuklidů na jiná jádra, při níž vzniká radioaktivní záření Radioaktivitu objevil v roce 1896 Henri Becquerel u solí uranu K objasnění podstaty radioaktivity zásadním způsobem přispěli francouzští fyzikové Pierre Curie a Maria Curie-Skłodowska Radioaktivita se běžně rozděluje na radioaktivitu přirozenou a umělou Záření, které při radioaktivním rozpadu vzniká, je čtyř druhů, které označujeme jako α, β, γ a neutronové záření Záření α je proud jader helia (α-částic) a nese kladný elektrický náboj, má nejkratší dosah (lze ho zastavit např. i listem papíru). Záření β je proud záporně nabitých elektronů. Rozlišujeme záření β- (elektrony) a β+ (kladně nabité pozitrony), lze ho zachytit 1 cm plexiskla nebo 1 mm olova. Záření γ je elektromagnetické záření vysoké frekvence, neboli proud velmi energetických fotonů. Nemá elektrický náboj, a proto nereaguje na elektrické pole. Jeho pronikavost je velmi vysoká, pro odstínění se používají velmi tlusté štíty z kovů velké hustoty (např. olovo) a nebo slitin kovů velké hustoty. Platí, že čím vyšší hustota a tloušťka štítu, tím více je záření odstíněno. Neutronové záření je proud neutronů. Nemá elektrický náboj. Pohltí jej tlustá vrstva vody nebo betonu.

3

4 Významní objevitelé Antoine Henri Becquerel - byl francouzský fyzik, nositel Nobelovy ceny za fyziku v roce za objev přirozené radioaktivity. Byla po něm pojmenována jednotka intenzity záření zdroje radioaktivního záření v soustavě SI Maria Curie-Skłodowska - K jejím největším úspěchům patří teorie radioaktivity technika dělení radioaktivních izotopů objev dvou nových chemických prvků: radia a polonia. Dvakrát byla vyznamenána Nobelovou cenou. Poprvé v roce 1903 z fyziky spolu s manželem Pierrem Curie za výzkumy radioaktivity a jejím objevitelem Henri Becquerelem, a podruhé v roce 1911 z chemie za izolaci čistého radia Pierre Curie - francouzský fyzik a chemik, manžel Marie Curie. V roce 1903 obdržel společně se svojí ženou a Henri Becquerem Nobelovu cenu za fyziku za výzkum přirozené radioaktivity Ernest Rutherford - byl novozélandský fyzik. Bývá považován za zakladatele jaderné fyziky. Zkoumal radioaktivní rozpad chemických prvků, navrhl koncept poločasu rozpadu a záření vzniklá rozpadem prvků rozdělil na α, β a γ. Sir James Chadwick - byl britský fyzik. V roce 1935 obdržel Nobelovu cenu za fyziku za objev neutronu. Podílel se na americkém projektu Manhatan

5 Enrico Fermi (29. září 1901 Řím– 28
Enrico Fermi (29. září 1901 Řím– 28. listopadu 1954 Chicago) byl italský fyzik známý skrze své výzkumy jaderných reakcí. Zabýval se výzkumem beta- a gama- záření, podílel se na vývoji prvního jaderného reaktoru a podílel se na rozšiřování a prohlubování kvantové teorie. Igor Kurčatov - byl sovětský fyzik. Je pokládán za otce sovětské atomové bomby. V roce získal podporu pro sestavení vlastního atomového vědeckého týmu, který posléze (21. září 1939) zkonstruoval první sovětský cyklotron. Owen Chamberlain - byl významný americký fyzik, který svým výzkumem srážek protonů a návrhy detektorů částic přispěl nemalou měrou k rozvoji experimentální částicové fyziky. Proslavil se zejména objevem antiprotonu, za což obdržel společně s Emiliem Segrèm Nobelovu cenu za fyziku v roce 1959.

6 Jaderné elektrárny V principu se jedná o parní elektrárnu, ve které se energie získaná jaderným reaktorem používá k výrobě páry v parogenerátoru. Tato pára pohání parní turbíny, které pohání alternátory pro výrobu elektrické energie. Pracují na principu řízené jaderné reakce, na rozdíl od atomových zbraní, které pracují na principu neřízené jaderné reakce.

7 Neřízená jaderná reakce - atomové zbraně
Pracují na principu neřízené jaderné reakce jader těžkých prvků. Energii uvolněnou atomovým výbuchem je možno rozdělit na následující kategorie: tlaková vlna — 40–60 % celkové uvolněné energie tepelné záření — 30–50 % celkové uvolněné energie ionizující záření — 5 % celkové uvolněné energie radioaktivní látky — 5–10 % celkové uvolněné energie Elektromagnetický impuls

8 Jaderné katastrofy Havárie v Three Mile Island
28. března 1979, se částečně roztavil druhý jaderný reaktor atomové elektrárny, byla zamořena její provozní budova a došlo k rozsáhlému úniku radioaktivity do životního prostředí. Během týdne po havárii pociťovalo mnoho lidí příznaky ozáření - silná kovová příchuť v ústech, záněty pokožky, pálení a slzení očí, nevolnost, zvracení a průjmy. Někdy potíže vyústily v nevyléčitelné záněty nebo ve zvýšení počtu bílých krvinek

9 Černobylská havárie Jde o nejhorší jadernou havárii v historii jaderné energetiky a jedinou havárii stupně 7., tj. nejvyššího stupně podle mezinárodní stupnice jaderných událostí INES. Byly kontaminovány rozsáhlé oblasti Ukrajiny, Běloruska a Ruska, což si vyžádalo evakuaci a přesídlení asi lidí. Přibližně 60 % radioaktivního spadu skončilo v Bělorusku Brzy po havárii přijeli hasiči uhasit ohně. Nikdo jim neřekl, že sutiny a kouř jsou nebezpečně radioaktivní. Příčinu požáru neznali a proto hasili vodou i reaktor samotný, v němž byla teplota asi 2000 °C. Při této teplotě se voda rozkládala na vodík a kyslík a opětné slučování těchto látek provázely výbuchy, které dále přispěly k úniku radioaktivity

10 Využití v medicíně Nukleární medicína - je lékařský obor používající k diagnostice a terapii chorob zavedení radioaktivních látek (radiofarmak) do těla nemocného. Použitím těchto technik se běžně hodnotí srdce, plíce, štítná žláza, játra, žlučník a kostra. Pozitronová Emisní Tomografie (PET) je druh lékařského vyšetření, spadající do oboru nukleární medicíny. Spočívá v detekci fotonů, které vznikají v těle anihilací pozitronů, uvolněných radiofarmaky. Počítačem zpracované údaje detektorů pak dají trojrozměrný obraz cesty radiofarmaka tělem. Gama nůž nebo také Leksellův gama nůž je lékařský přístroj, který se používá v radiochirurgii pro operaci mozku u niž je potřeba maximální přesnosti zaměření. Přístroj využívá záření gama – elektromagnetické záření, které má vyšší energii než záření rentgenové. Radiologie je lékařský obor, který využívá ionizujícího záření k určení diagnózy či při léčbě nemocného (invazivní radiologie). Pro radiologii je charakteristické, že využívá rentgenového záření nebo ionizujícího záření z uzavřených zářičů

11 Zajímavé pokusy Schrödingerova kočka - je myšlenkový experiment, který vymyslel Erwin Schrödinger, aby poukázal na nekompletnost teorie kvantové mechaniky co se týče přechodu mezi subatomickým a makroskopickým světem. Představme si kočku neprodyšně uzavřenou v neprůhledné krabici. V krabici je také umístěn přístroj obsahující radioaktivní nuklid a nádobu s jedovatým plynem. Pokus je navržen tak, že po jedné hodině je 50% šance, že se nuklid rozložil. Pokud přístroj detekuje rozpad nuklidu, uvolní plyn, který otráví kočku. Podle principů kvantové mechaniky se nuklid, který není pozorován, nachází v superpozici stavu „rozloženého nuklidu“ a stavu „nerozloženého nuklidu“ (existuje jakoby v obou stavech zároveň). Z toho vyplývá, že i celá soustava by se měla nacházet v superpozici stavů rozpadlý nuklid, mrtvá kočka a nerozpadlý nuklid, živá kočka. Avšak pokud otevřeme krabici, uvidíme pouze jeden z těchto stavů, kočka rozhodně nemůže být „zároveň živá i mrtvá“. Mohli bychom tento paradox dále prohlubovat. Schrödinger se jde podívat do laboratoře, zdali je kočka živá, nebo mrtvá. Z hlediska jeho kolegů se teď Schrödinger nachází v superpozici dvou stavů – ví i neví, v jakém stavu je kočka a zároveň pro ně je kočka nadále mrtvá i živá. Vlnová funkce popisující tento stav kolabuje až ve chvíli, když Schrödinger vyjde z laboratoře a oznámí výsledek experimentu svým kolegům. Ale z hlediska lidí mimo budovu výzkumného ústavu by se měli všichni v budově nacházet v superpozici dvou stavů – vědí i nevědí, jak dopadl experiment, a kočka je pro ně stále zároveň živá i mrtvá

12 Konec