Radioaktivita Zen zen proud letcch atomovch jader helia

  • Slides: 26
Download presentation
Radioaktivita

Radioaktivita

Záření záření • • proud letících atomových jader helia ( ) velká kinetická energie

Záření záření • • proud letících atomových jader helia ( ) velká kinetická energie silné ionizační účinky malá pronikavost, vychylují se v elektrickém i magnetickém poli Jaderná rovnice: přeměna - nastává u velmi těžkých jader

Záření záření • proud rychle letících elektronů (e-) nebo pozitronů (e+ - antihmota k

Záření záření • proud rychle letících elektronů (e-) nebo pozitronů (e+ - antihmota k elektronu) • stokrát pronikavější než záření • vychyluje se v elektrickém i magnetickém poli Jaderná rovnice: přeměna + - nastává u jader, kde je více protonů než neutronů

Záření záření • elektromagnetické vlnění (nevychyluje se) • nejpronikavější - má silné ionizační účinky

Záření záření • elektromagnetické vlnění (nevychyluje se) • nejpronikavější - má silné ionizační účinky • důsledku fotoefektu uvolňuje z látek nabité částice • neexistuje samostatně • doprovází vždy záření a Jaderná rovnice: přeměna nastává u jader, kde je více neutronů než protonů

Pronikavost záření pronikavost jednotlivých typů záření stínicí vlastnosti běžných materiálů o ½ záření Gama.

Pronikavost záření pronikavost jednotlivých typů záření stínicí vlastnosti běžných materiálů o ½ záření Gama.

Radioaktivní přeměny Nestabilní jádro se přemění na jiné a na jádro helia. Zářiče alfa

Radioaktivní přeměny Nestabilní jádro se přemění na jiné a na jádro helia. Zářiče alfa jsou např. 235 U, 238 U, 234 U, 241 Am, 222 Rn, 226 Ra V jádře atomu se přemění neutron na proton za současného vyzáření elektronu a antineutrina. Zářičem beta minus je např. tritium, 40 K, 234 Th, 210 Pb. Zářičem beta plus (vyzáření pozitronu antielektronu) je např. 52 Mn, 11 C. Nestabilní, excitované jádro přechází do stavu s nižší energií vyzářením fotonu - kvanta elektromagnetické energie. Částice gama je elektromagnetické vlnění s velmi krátkou vlnovou délkou. obr. č. 31 Radioaktivní přeměny

Roentgenovo záření • záchyt elektronů – nastává u jader, které mají více protonů než

Roentgenovo záření • záchyt elektronů – nastává u jader, které mají více protonů než neutronů – na prázdné místo po elektronu přejde elektron z vyšší slupky (o vyšší energii) a přebytek energie se vyzáří ve formě Roentgenova záření (silně pronikavé, vzniká tedy v elektronovém obalu) Roentgenovo záření

Umělá radioaktivita • existuje u radionuklidů připravených uměle jadernými reakcemi • objevili ji r.

Umělá radioaktivita • existuje u radionuklidů připravených uměle jadernými reakcemi • objevili ji r. 1934 manželé Frédéric a Iréne Joliot-Curieovi při ostřelování hliníku částicemi vznikající nuklid fosforu v přírodě neexistuje, je zářičem + s poločasem rozpadu T=130 s • radioaktivní fosfor se dále rozpadá za vzniku křemíku

Irène Curie a Frédéric Joliot • objevili v r. 1934 umělou radioaktivitu Irène Curie

Irène Curie a Frédéric Joliot • objevili v r. 1934 umělou radioaktivitu Irène Curie a Frédéric Joliot

Měření radioaktivity • nejčastěji tzv. poločas rozpadu: (do chemie není třeba znát) • doba,

Měření radioaktivity • nejčastěji tzv. poločas rozpadu: (do chemie není třeba znát) • doba, za kterou se z výchozího počtu atomů přemění právě polovina (čas potřebný k rozpadu poloviny původního počtu radioaktivních jader) • Po… 3· 10 -7 s, 222 Rn… 4 dny; Ra… 1590 let, 235 U… 7. 1· 108 let, 14 C… 5730 let

Rozpadové řady • rozpadem atomového jádra nemusí vzniknout stabilní prvek, ale zase radioaktivní, jenž

Rozpadové řady • rozpadem atomového jádra nemusí vzniknout stabilní prvek, ale zase radioaktivní, jenž se dále rozpadá – tak se vytváří tzv. rozpadové řady • • uranová 238 U → 206 Pb (přírodní) aktinouranová 235 U → 207 Pb (přírodní) thoriová 232 Th → 208 Pb (přírodní) neptuniová 237 Np → 209 Bi (umělá)

Jaderná reakce • je přeměna atomových jader, která může probíhat samovolně nebo být vyvolaná

Jaderná reakce • je přeměna atomových jader, která může probíhat samovolně nebo být vyvolaná působením jiného jádra nebo částice (včetně fotonu) • dochází při ní jak ke změně struktury zúčastněných jader, tak ke změně jejich pohybového stavu

1. Štěpné jaderné reakce • je jaderná reakce, při níž dochází k rozbití těžkého

1. Štěpné jaderné reakce • je jaderná reakce, při níž dochází k rozbití těžkého jádra nestabilního atomu na dvě menší neutronem za uvolnění velkého množství energie • objev v roce 1938 (Hahn a Strassman) 23592 U + 10 n 14456 Ba + 8936 Kr + 3 10 n • uvolněné neutrony mohou štěpit další jádra a proběhne řetězová reakce až výbuch

Řetězové reakce • Neřízená reakce – zreagují všechny vzniklé neutrony, reakce končí výbuchem tzv.

Řetězové reakce • Neřízená reakce – zreagují všechny vzniklé neutrony, reakce končí výbuchem tzv. atomové bomby. • výroba nukleárních zbraní • k tomu se používají izotopy 235 U, 233 U, 239 Pu. • Řízená reakce - zreaguje pouze 1 neutron • v jaderných elektrárnách

Štěpná jaderná reakce • Schéma štěpné jaderné reakce 36 36 92 Kr 92 92

Štěpná jaderná reakce • Schéma štěpné jaderné reakce 36 36 92 Kr 92 92 92 Kr 235 U 56 141 Ba +energie 235 U 92 56 235 U 38 Sr 141 Ba 54 Xe

Štěpná jaderná reakce 1. První štěpení, vzniknou dva rychlé neutrony 2. Rychlé neutrony se

Štěpná jaderná reakce 1. První štěpení, vzniknou dva rychlé neutrony 2. Rychlé neutrony se zpomalí srážkami v moderátoru 3. Štěpení uranu, další generace rychlých neutronů 4. Zpomalení neutronů, jeden je moderátorem pohlcen 5. Další štěpení a pokračování řetězové reakce

Štěpení jader uranu vyvolané pomalými neutrony 144 56 Ba 235 U ENERGIE 92 84

Štěpení jader uranu vyvolané pomalými neutrony 144 56 Ba 235 U ENERGIE 92 84 Kr 36

Schéma jaderné elektrárny Temelín OCHRANÁ OBÁLKA PAROGENERÁTOR TURBÍNA TRANSFORMÁTOR VLTAVA REAKTOR KONDENZÁTOR OKRUH CHLADÍCÍ

Schéma jaderné elektrárny Temelín OCHRANÁ OBÁLKA PAROGENERÁTOR TURBÍNA TRANSFORMÁTOR VLTAVA REAKTOR KONDENZÁTOR OKRUH CHLADÍCÍ VODY CHLADÍCÍ VĚŽ

Využití reakce „štěpení uranu“ Po úpravách přírodního uranu lze získat jaderné palivo. Řetězová reakce

Využití reakce „štěpení uranu“ Po úpravách přírodního uranu lze získat jaderné palivo. Řetězová reakce je využita v jaderném reaktoru. Temelín Dukovany

Všechny jaderné elektrárny nevypadají stejně Holandsko - Borssele Švédsko - Barseback

Všechny jaderné elektrárny nevypadají stejně Holandsko - Borssele Švédsko - Barseback

2. Termonukleární reakce (jaderná syntéza) • ze dvou lehčích jader vzniká jádro těžší za

2. Termonukleární reakce (jaderná syntéza) • ze dvou lehčích jader vzniká jádro těžší za uvolnění energie • probíhá při vysokých teplotách 1 2 1 H + 1 D 3 2 He • tyto reakce jsou zdroje zářivé energie Slunce a hvězd

3. Transmutace jader • bombardováním určitých jader částicemi o velké energii vzniká nové jádro

3. Transmutace jader • bombardováním určitých jader částicemi o velké energii vzniká nové jádro • protonové a nukleonové číslo nového prvku se od původního liší minimálně • 1. reakce E. Rutherford v roce 1919 14 4 He 17 O + 1 p N + 7 2 8 1

Využití radioaktivity v praxi • radiokarbonové datování = v paleontologii nebo archeologii, podle obsahu

Využití radioaktivity v praxi • radiokarbonové datování = v paleontologii nebo archeologii, podle obsahu radionuklidu 14 C lze určit stáří organismů (za života se jeho obsah nemění, ale po smrti dochází k jeho rozpadu) , poločas přeměny je 5700 let • radioterapie - léčení některých nemocí zářením radionuklidů. Nádorové buňky jsou citlivější než ostatní živé buňky těla, ionizující záření a vhodná přesně směrovaná dávka ozáření může zhoubné nádory zničit.

Využití radioaktivity v praxi • radiodiagnostika -metoda značených atomů (tzv. markerů) = radionuklid se

Využití radioaktivity v praxi • radiodiagnostika -metoda značených atomů (tzv. markerů) = radionuklid se chemicky chová stejně jako jeho stabilní izotop a lze sledovat jeho cestu v rostlinách a živých organismech, radionuklidy v orgánech mohou indikovat přítomnost zhoubných (rakovinných) buněk; i pro zjišťování skrytých vad materiálů • ozařování - potraviny, např. ovoce, zelenina nebo maso, mohou být ošetřovány gama zářením. Ozáření zpomaluje dozrávání ovoce a zeleniny, ničí bakterie v mase, a udržuje tak potraviny déle čerstvé.

Výstražné symboly • Mezinárodní výstražný symbol, označující radioaktivní materiál • Nový doplňkový výstražný symbol

Výstražné symboly • Mezinárodní výstražný symbol, označující radioaktivní materiál • Nový doplňkový výstražný symbol ionizujícího záření schválený dne 15. února 2007