Fizika - prirodna radioaktivnost

1. Природна радиоактивност
Радиоактивно зрачење
Нађа Пејчев IV-1

2. Природна радиоактивност
Крајем 19. века (1896) француски физичар Анри Бекерел – случајно ставио комад
уранове руде на фотографску плочу која је била добро заштићена од утицаја
светлости. Када је касније плоча развијена и фиксирана на њој се показала велика
црна мрља на месту где се налазила уранова руда. Закључак: уранова руда зрачи
неке невидљиве зраке који пролазе кроз хартију и утичу на фотографску плочу.
Марија и Пјер Кири – проналазе два нова елемента – радијум и полонијум – зраче
знатно јаче од уранијума.
Појава да неки елементи спонтано емитују невидљиве зраке названа
је радиокативност.
латинска реч radiare – зрачити
У почетку је природа овог зрачења била непозната. Касније је утврђено да ови зраци
потичу из језгра радиоактивних елемената и настају због њиховог распадања.
На основу понашања зрачења у хомогеном електричном или магнетном пољу,
Радерфорд је утврдио да постоје три врсте зрачења – алфа, бета, гама
.

3. А. Х. Бекерел (1852 - 1908)
 Антоан Анри Бекерел (франц. Antoine Henri Becquerel; Париз, 15. децембар 1852 — Ле
Кроазик, 25. август 1908) био је француски физичар, нобеловац и један од
откривача радиоактивности.
 Бекерел се родио у Паризу у породици, која је заједно са њим и његовим сином дала четири
генерације научника. Науку је студирао на Политехничкој школи, а инжењеринг у École des
Ponts et Chaussées. Инжењер мостова и ауто-путева постао је 1894.
 Радиоактивност је случајно открио проучавајући уранијумову со 1896. Проучавајући
рад Вилхелма Рендгена, Бекерел је поставио фосфоресцентни минерал калијум уранил
сулфат на фотографску плочу обмотану црним папиром припремајући експеримент за који
му је била потребна Сунчева светлост. Али, пре самог експеримента схватио је да је
фотоплоча већ била осветљена. Схватио је да осветљавање плоче има везе са
фосфоресцентним минералом који је користио у експерименту, и да постоји
неко зрачење које прође кроз црни папир и реагује са солима сребра на
фотоплочи. Нобелову награду коју је добио 1903. поделио је са Пјером и Маријом Кири због:
"изванредних услуга које је направио са открићем радиоактивности"..] Академија наука га
је изабрала за привременог секретара 1908, у години његове смрти. Преминуо је у Кроазику у
55. години живота.

4. Марија Кири (1867 - 1934)
 Марија Саломеа Склодовска-Кири (пољ. Maria Skłodowska-Curie; Варшава, 7.
новембар 1867 — Саланш, 4. јул 1934) била је француска физичарка и хемичарка
пољског порекла. Имала је француско и пољско држављанство. Већи део живота
је провела у Француској, а тамо је и започела научну каријеру. Вршила је
истраживања из хемије и физике. Жена је Пјера Кирија, а мајка Еве Кири и Ирене
Жолио Кири.
 У њена највећа достигнућа спадају: рад на теорији радиоактивности, техникама
раздвајања радиоактивних изотопа као и откриће два нова хемијска елемента -
радијума и полонијума. Под њеним личним надзором вршена су, прва у свету,
истраживања о могућности излечења рака помоћу радиоактивности. Један је од
оснивача нове гране хемије - радиохемије

5. При распаду се тежи атоми трансформишу у лакше. При томе настају
радиоактивни зраци.
Пример: радијум се распада и отпушта алфа ,бета и гама зраке и након низа
преображаја настаје олово које није радиоактивно.
Природно су радиоактивни сви елементи периодног система иза олова. То значи
да су ови елементи склони једном од три начина на који се језгра распадају, а то
су: α- распад, β - распад (три врсте) и γ – распад.

6. Алфа - распад
Алфа - зраци (честице) су језгра атома хелијума – састоје се од 2 протона и 2
неутрона.
Када језгро радиоактивног елемента емитује алфа – честице, мења се састав
језгра и добија се језгро другог хемијског елемента, чији је редни број мањи за 2,
а масени број мањи за 4.
Проласком кроз супстанцу алфа -честица губи енергију, али при томе јонизује
атоме супстанце кроз коју пролази.

7. Бета – распад
 Распад неутрона у језгру на протон, електрон и антинеутрино.
 Добија се ново, стабилније језгро са редним бројем повећаним за 1, док масени
број остаје исти.
 Пример:
 Овај процес се дешава код језгара чији је број неутрона знатно већи од броја
протона.

8. Позитивни бета распад
Распад протона у језгру на неутрон, позитрон и неутрино.
Редни број новог, стабилнијег језгра се смањује за 1, док масени број остаје исти.
Овај распад може да се дешава само у атомском језгру у коме је могуће приликом
трансформације преузимање додатне потребе енергије од других честива у језгру (
mp < mn)

9. Електронски захват (К захват)
 Електронски захват (К захват) – посебан облик -распада. При овом процесу
језгро апсорбује један електрон из електронског омотача – најчешће из К љуске.
Због тога се један од протона претвара у неутрон, а при томе се емитује неутрино.
 Редни број новонасталог језгра је мањи за 1, а масени број остаје исти. Пошто је
захваћен један елекрон и К љуске, то празно место ће се попунити електроном из
виших љуски, па ће се појавити карактеристично рендгенско зрачење.Приликом
овог типа распада из језгра излеће само једна честица – неутрино. После било
ког бета-распада новонастало језгро се налази у побуђеном стању. Прелазак
језгра у основно стање праћено је емисијом зрачења – фотона.

10. Гама - распад
 Гама - зраци се високоенергетски електромагнетни таласи (фотони), простиру се
брзином светлости и не скрећу у електричном и магнетном пољу. То је
најпродорније зрачење. Увек прати алфа и бета распад
 Када атомско језгро емитује алфа или бета зраке (честице), трансформише се у
ново језгро које се налази у побуђеном стању. Приликом преласка у нижа
енергетска стања језгро емитује гама -зраке.
 Када распадање почне на њега не може да се утиче – не може ни да се убрза ни
успори.
 Приликом радиоактивног распада ослобађа се енергија радиоактивног распада.
 Да би се описала брзина распадања атома уведена је величина која је названа
период полураспада. Период полураспада је време за које се почетни број атома
неког радиоактивног елемента смањи за половину.

12. Хвала на пажњи