Radioaktivita https://www.youtube.com/watch?v=TD-581sS11w&list=PLqmy0o96fQtB0jpks7qSSuDwJl1xNVD12&t=227s&index=3.

Prezentace na téma: "Radioaktivita https://www.youtube.com/watch?v=TD-581sS11w&list=PLqmy0o96fQtB0jpks7qSSuDwJl1xNVD12&t=227s&index=3."— Transkript prezentace:

1 Radioaktivita

2 Radioaktivita neboli radioaktivní rozpad je samovolná přeměna atomových jader nestabilních nuklidů na jiná jádra, při níž vzniká ionizující záření. Radioaktivitu objevil v roce 1896 Henri Becquerel u solí uranu. K objasnění podstaty radioaktivity zásadním způsobem přispěli francouzští fyzikové Pierre Curie a Marie Curie-Skłodowska polského původu.

3 Pierre Curie a Marie Curie Sklodowska

4 Smolinec – Uraninit UO2 Uraninit - český název smolinec je krychlový minerál nazvaný podle prvku, který obsahuje. Je nejdůležitější rudou uranu a radia. Dříve k výrobě uranových barev, jako zdroj rádia na léčebné preparáty. Nyní v energetice na palivové články do jaderných elektráren, vojenství – jaderné hlavice, ochuzený uran jako střelivo. Další užití v lékařství, biologii, metalurgii a v jiných oborech. V rudě jáchymovského smolince objevili roku 1898 Pierre a Marie Curie radium.

5

6 Marie Curie Sklodowska
teorie radioaktivity technika dělení radioaktivních izotopů objev dvou nových chemických prvků: radia a polonia. Pod jejím osobním vedením byly též prováděny první výzkumy léčby rakoviny pomocí radioaktivity. Dvakrát byla vyznamenána Nobelovou cenou

7 Tendenci podléhat radioaktivním přeměnám mají především „těžká jádra“, tj. taková, která obsahují znatelně větší množství neutronů než protonů. U prvků s protonovým číslem do 20 mají tendenci se rozpadat jádra, která mají poměr mezi počtem protonů a neutronů větší, než 1:1 (např. radioaktivní nuklid vodíku 3H obsahuje 1 proton a 2 neutrony). Pro prvky s vyšším protonovým číslem, než 20, platí, že tendenci podléhat radioaktivní přeměně mívají prvky s poměrem počtu protonů a neutronů větším, než 2:3 (např. radioaktivní nuklid uranu 238U obsahuje 92 protonů a 146 neutronů, tj. poměr cca 2:3,2).

8 Tento graf závislosti počtu neutronů na počtu protonů v jádře se nazývá řeka stability a vykresluje, které nuklidy mají radioaktivní vlastnosti.

9 Druhy záření Záření ALFA - toto záření je nejméně pronikavé, lze ho odstínit listem papíru či tenkou hliníkovou folií. - má silné ionizační účinky na krátké vzdálenosti - lidské tkáně dokáže závažně poškodit až ve chvíli, kdy člověk požije nějaký α zářič. Záření BETA - středně pronikavé (až 100x více, než záření α), lze ho odstínit například pomocí 1 cm silného plexiskla. - toto záření se dále dělí na β– a β+ Záření β– je doprovázeno přeměnou neutronu n0 na proton p+,elektron e– a neutrino Záření β+ je doprovázeno přeměnou protonu p+ na neutron n0 a pozitron e+a

10 Druhy záření Záření GAMA - je vysoce energetické elektromagnetické záření vznikající při radioaktivních a jiných jaderných dějích. - toto záření je nejvíce pronikavé, zastavit ho lze až pomocí dostatečně silné desky olova či betonu. Pronikavost záření α, β, γ skrz papír, hliníkovou folii a betonovou desku.

11 Alfa záření jsou jádra helia (tzn. kladné dvojmocné ionty helia), uvolňované z jader rozpadajících se prvků. to znamená, že z jádra odnášejí dva protony a dva neutrony prvek, který vyzářil α - částici se přemění na prvek s nukleonovým číslem A-4 a s protonovým číslem Z-2. v Mendělejově periodické soustavě prvků se posune o dvě místa doleva

12 Alfa záření Přeměna typická pro:

13 Rozpad (přeměna ) β- je charakteristická pro jádra nuklidů, která vybočují z řeky stability svým počtem neutronů (např. 3 1H). V tomto případě se některý z neutronů může přeměnit na proton a elektron. Proton zůstává v jádře a elektron jádro opouští (vyletí z jádra) Původní prvek se mění v prvek s protonovým číslem Z + 1. prvek se posune v PSP o jedno místo doprava Podrobnější studium radioaktivního záření ukázalo, že záření β je dvojího druhu.

14 Rozpad (přeměna ) β-

15 Rozpad (přeměna ) β+ Některé radionuklidy, uměle vytvořené, při radioaktivních přeměnách uvolňují z jádra kladné elektrony e+ , tzn. pozitrony. Přeměna typická pro nuklidy s relativním nadbytkem protonů Proton se přemění na neutron a elektron s kladným nábojem - pozitronu e+ pozitron má hmotnost jako elektron, avšak opačný náboj počet protonů v jádře se snižuje o jedno a prvek se posune o jedno místo doleva Radionuklid se mění v nuklid prvku s protonovým číslem Z – 1.

16 Rozpad (přeměna ) β+

17 Elektronový záchyt V tomto případě dochází k odstranění přebytku protonů tak, že proton, který je součástí jádra, zachytí nejčastěji některý z elektronů z K sféry – tzv. K-záchyt Chybějící elektron je doplněn elektronem z vyšší vrstvy a přebytek energie je vyzářen v podobě Rtg záření 0-1e p → 10n Elektronovým záchytem vzniká nuklid, který je v PSCHP posunut vzhledem k původnímu o jedno místo vlevo.

18 Elektronový záchyt

19 Poločas přeměny T (resp.T1/2)
přesněji čas polopřeměny (dříve též poločas rozpadu) je doba, za níž se přemění polovina z počátečního počtu N(0) dosud nepřeměněných jader. Poločas přeměny nezávisí na původním množství radioaktivní látky a není možné ho ovlivnit změnou vnějších faktorů (např. zvýšením teploty). Závisí výhradně na daném nuklidu a je pro něj konstantní veličinou. Po uplynutí deseti poločasů přeměny je radioativní látka prakticky „vymřelá“.

20 RADIOAKTIVNÍ ROZPADOVÉ ŘADY
JSOU ŘADY radionuklidů ve které každý radionuklid (člen řady) s výjimkou prvního vzniká radioaktivní přeměnou předešlého radionuklidu v řadě.  Přeměnová řada končí vždy stabilním nuklidem, který se již dále nepřeměňuje. Jsou známy tři přirozené přeměnové řady, jejichž členy se vyskytují v přírodě, a jedna tzv. umělá přeměnová řada, jejíž počáteční radionuklid – neptunium se běžně v přírodě nenachází a musí být připraven uměle

21 RADIOAKTIVNÍ ROZPADOVÉ ŘADY
Všechny základní rozpadové řady přirozeně probíhají na Zemi. Neptuniová řada však byla donedávna označována za umělou, protože na základě poločasu rozpadu izotopu neptunia 237Np byl jeho přirozený výskyt na Zemi považován za nemožný. Později však byla prokázána přítomnost stopového množství tohoto izotopu v uranových rudách. Za konečný stabilní izotop neptuniové řady byl dlouho považován bismut 209Bi, než bylo v r objeveno, že se přeměnou alfa přeměňuje s poločasem rozpadu 1,9×1019 let (miliardkrát delší než předpokládaný věk vesmíru) na stabilní thallium 205Tl.

22

23 UMĚLÁ RADIOAKTIVITA V roce 1934 objevili manželé Frédéric ( ) a Iréne ( , oba získali Nobelovu cenu za fyziku roku 1935) Joliot – Curieovi umělou radioaktivitu. Zjistili, že ostřelováním hliníku   částicemi α vznikne nový v přírodě neexistující nuklid fosforu a neutron podle reakce:  Fosfor má poločas přeměny pouze 130s a přeměnou přechází na stabilní izotop křemíku

24 Využití radioaktivních izotopů
značkované sloučeniny- Na(23) – rychlost oběhu krve, místa hromadění tělních tekutin radiodiagnostika- lokalizace a zjištění rozsahu nádorového onemocnění P(32), I(131)- radioizotop se rychleji hromadí ve tkáni zhoubného nádoru než v tkáni zdravé radioterapie I(131)- hromadí se v štítné žláze, nádorové buňky jsou citlivější na záření než zdravé buňky sterilizace léčiv, která nesnášejí vysoké teploty-injekční stříkačky, jehly, obvazový materiál určení stáří materiálu C(14) 5730 let poločas rozpadu– vzniká reakcí vzdušného N s neutrony

25 Radiouhlíková metoda Radiokarbonová metoda datování (též uhlíková nebo radiouhlíková metoda) je chemicko-fyzikální metoda určená pro zjištění stáří biologického materiálu. Je založena na výpočtu stáří z poklesu počtu atomů radioaktivního izotopu uhlíku 14C v původně živých objektech. Radiokarbonová metoda byla objevena roku 1940 a používá se především v archeologii.

26 Radiouhlíková metoda Uhlík se pro zjišťování stáří využívá proto, že je z velké části zastoupen v každém živém organismu. V přírodě se izotop 14C vyskytuje jako 0,000 000 000 1 % veškerého uhlíku (na každých 1012 atomů 12C se vyskytuje jeden atom 14C). Zároveň však v živých organizmech, stejně jako kdekoliv jinde, dochází k jeho rozpadu. Změřením poměru jeho koncentrace k stabilnímu 12C je pak možné vypočíst dobu, kdy byl vzorek vyřazen z koloběhu v přírodě (kdy organizmus zemřel).

27 Alfa záření. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]
Alfa záření. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [cit ]. Dostupné z: Beta záření. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [cit ]. Dostupné z: Gama záření. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [cit ]. Dostupné z: Vojtěch Ulmann, Radiofyzika Radiouhlíkové datování: jak funguje nejrozšířenější datovací metoda [online]. Atom, , [cit ]. Dostupné online. Smolinec. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [cit ]. Dostupné z: