Радіоактивність

Радіоактивність

Спонтанне перетворення одних ядер в інші, яке супроводжується випромінюванням різних частинок, отримало назву радіоактивність.

Фізика

Ключові слова

радіоактивність, радіоактивний розпад, Беккерель, джерело випромінювання, радіоактивний елемент, ядро, Кюрі, Резерфорд, випромінювання, радіотерапія, променева хвороба, Альфа частинка, Бета частинка, гамма-випромінювання, альфа-випромінювання, бета випромінювання, фізики елементарних частинок, Квантова фізика, частка, пухлина, електромагнітний, нестійкий, квантова механіка, Квант, Фізика

Пов'язані об'єкти

Сцени

Відхилення частинок

  • +
  • α-частинки - Відхиляються в напрямку до негативного електроду (катоду), тобто альфа-частинки позитивно заряджені. Це ядра атома гелію, у якого є два протони і два нейтрони.
  • β-частинки - Відхиляються в сторону позитивного електрода, тобто вони мають негативний заряд. По суті це електрони, вивільнені в результаті спонтанного процесу поділу, що йде в ядрі атома. Відхилення променів більш значне, ніж у випадку α-частинок, оскільки β-частинки мають меншу масу, ніж маса α-частинок.
  • γ-промені - Не відхиляються, тобто потік є електронейтральним. Вони рухаються зі швидкістю світла і є високоенергетичними фотонами.

Радіоактивний розпад

  • α-частинки - Ядро атома гелію, складається з двох протонів та двох нейтронів. При випусканні α-частинки атомна маса хімічного елемента зменшується на 4, а порядковий номер зменшується на 2.

Поглинання частинок

  • α-частинки - α-випромінювання має низьку проникну здатність. Більшість α-частинок можна зупинити навіть листком паперу. Тканини нашого тіла поглинають альфа-випромінювання шкірою, тому відбувається ураження поверхневих тканин.
  • β-частинки - β-випромінювання поглинається тонкою алюмінієвою пластиною. Цей вид випромінювання проникає в наші тіла сильніше, ніж альфа-випромінювання, тому він пошкоджує глибші тканини.
  • γ-промені - γ-випромінювання поглинається лише товстим свинцевим листом, оскільки основна частина гамма-променів проходить крізь людське тіло. Але частина, яка поглинається, сильно пошкоджує тканину через її високий енергетичний рівень і проникає в будь-які частини тіла. Вплив високих доз радіоактивного випромінювання може спричинити променеву хворобу, що може призвести до смерті. У довгостроковій перспективі випромінювання також може спричинити рак або вроджені вади розвитку через його вплив на ДНК.
  • аркуш паперу
  • тонка алюмінієва пластина
  • свинцева плита товщиною декілька дециметрів

Радіотерапія (променева терапія)

  • джерела випромінювання - γ-промені направляють на пухлину. Промені зустрічаються в межах пухлини, де ефект додається і пухлина в кінцевому підсумку знищується.
  • пухлина - Злоякісна, ракова пухлина, в якій відбувається безконтрольний поділ клітин.

Анімація

  • β-частинки - Електрони вивільняються в ядрі атома в процесі розпаду одного нейтрона на протон і електрон. При випусканні β-частинки, атомна маса хімічного елемента не змінюється, а порядковий номер (число протонів) збільшується на 1.
  • γ-промені - Високоенергетичний фотон, який випускається ядром атома при зменшенні його енергії. Під час γ-розпаду ядерне перетворення відсутнє, оскільки ні порядковий номер, ні атомна маса не змінюються.

Озвучування

Властивість, яка характерна для радіоактивних елементів полягає в тому, що нестабільні атомні ядра без ніякого зовнішнього впливу можуть самовільно розпадатися і перетворюватися на ядра інших атомів при цьому випускаючи радіоактивне випромінювання. Промені, які випускають радіоактивні частинки в електричному та магнітному полях, розділяються на три потоки: α-, β- і γ-випромінювання. α-промені являють собою ядра атома гелію (Не 4₂), яке складається з двох протонів та двох нейтронів. β-промені є надшвидкі електрони (е ⁰₋₁). γ-промені є високоенергетичними електромагнітними хвилями з довжиною хвилі меншою за 2·10−10 м. В 1903 році Анрі Беккерель та подружжя Марії та П'єра Кюрі отримали Нобелівську премію з фізики за відкриття радіоактивності.

Оскільки радіоактивне випромінювання відбувається внаслідок розпаду ядер атомів, то це явище прийнято називати радіоактивним розпадом.

Під час α-розпаду із атомного ядра виділяється ядра атома гелію, яке складається з двох протонів та двох нейтронів. При випусканні α-частинки атомна маса хімічного елемента зменшується на 4, а порядковий номер зменшується на 2.

Впродовж β-розпаду в ядрі атома відбувається розпад одного нейтрона на протон і електрон. При випусканні β-частинки атомна маса хімічного елемента не змінюється, а порядковий номер збільшується на 1.

Під час γ-розпаду ядерне перетворення відсутнє, оскільки ні порядковий номер, ні атомна маса не змінюються. Процес відбувається так, що збуджене ядро атома випромінює γ-фотон і в той час вивільняється енергія.

α-випромінювання є високо іонізуючої дії та має низьку величину проникнення. Більшість α-частинок можна зупинити навіть листком паперу. Тканини нашого тіла поглинають альфа-випромінювання поблизу поверхні шкіри, тому відбувається ураження поверхневих тканин.

β-випромінювання може бути поглинене тонкою алюмінієвою пластиною. Цей вид випромінювання проникає в наші тіла сильніше, ніж альфа-випромінювання, тому він пошкоджує глибші тканини.

γ-випромінювання є найменш іонізуючим з трьох типів випромінювання, але воно в свою чергу є найбільш проникливим. Лише товстий свинцевий лист або бетонна стіна з декількох метрів може зупинити її. Більшість гамма-променів проходить крізь людське тіло, але частина, яка поглинається, сильно пошкоджує тканину через її високий енергетичний рівень і проникає в будь-які частини тіла. Вплив високих доз радіоактивного випромінювання може спричинити променеву хворобу, що може призвести до смерті. У довгостроковій перспективі випромінювання також може спричинити рак або вроджені вади розвитку через його вплив на ДНК.

Радіоактивність використовується в археології для визначення віку знахідок. Також це явище застосовують в медицині, для лікувальних цілей. Однією з найважливіших областей застосування є променева терапія, завдяки якій відбувається лікування раку, а саме знищення злоякісних пухлин.
Суть методу полягає в тому, що γ- промені направляють на пухлину. Промені зустрічаються в межах пухлини, де ефект додається і пухлина в кінцевому підсумку знищується. Крім хірургічних процедур та хіміотерапії, цей метод також врятував життя багатьох пацієнтів з раком.

Пов'язані об'єкти

Ланцюгова реакція

Енергію, яка виділяється в процесі розщеплення атомних ядер, можна використовувати як у мирних, так і у воєнних цілях.

Атомна електростанція

Для виробництва електрики використовують вивільнену в результаті ядерної реакції енергію.

Ядерна бомба (1945-тий рік)

Першу атомну бомбу розробила група американських вчених в Лос-Аламосі штату Нью-Мексіко.

Розвиток теорій будови атома

Огляд основних етапів та підходів у теорії будови атома.

Термоядерний реактор

Термоядерний синтез є практично необмеженим джерелом енергії.

Експеримент Резерфорда

Експеримент Резерфорд довів існування позитивно заряджених атомних ядер. Результати привели до розробки нової моделі атома.

Лабораторія Марії Кюрі

Марі Кюрі, єдина людина, що отримала Нобелівську премію у двох різних галузях науки та є найвідомішою жінкою в історії науки.

Фізики, котрі змінили світ

Ці вчені зробили величезний внесок у розвиток фізики як науки.

Типи хвиль

Хвилі відіграють надзвичайно важливу роль у багатьох сферах нашого життя.

Як працює ПЕТ-КT?

За допомогою позитронно-емісійної томографії (ПЕТ) ми можемо отримати візуальну інформацію про внутрішні органи без будь-яких хірургічних розрізів.

Елементарні частинки

Матерія складається з кварків та лептонів, а за взаємодію між частинками відповідають бозони.

Організація генетичного матеріалу

В ядрах еукаріотичних клітин, що мають кілька мікрометрів, знаходиться 2 м ДНК спіралізованої в декілька раз.

Тихохід

Тихоходи можуть виживати в екстремальних умовах та навіть залишатися живими в космічному просторі.

Added to your cart.