Закон радиоактивного превращения формула. Закон радиоактивного распада

Понятие радиоактивность. Закон радиоактивного распада.

Термин «радиоактивность», получивший название от латинских слов «radio» – «излучаю» и «activus» – «действенный», означает самопроизвольное превращение атомных ядер, сопровождающееся испусканием гамма-излучения, элементарных частиц или более лёгких ядер. В основе всех известных науке типов радиоактивных превращений лежат фундаментальные (сильные и слабые) взаимодействия частиц, входящих в состав атома. Неизвестный до этого вид проникающего излучения, испускаемого ураном, обнаружил в 1896 году французский ученый Антуан Анри Беккерель, а в широкий обиход понятие «радиоактивность» ввела в начале 20-го века Мария Кюри, которая, исследуя невидимые лучи, испускаемые некоторыми минералами, сумела выделить чистый радиоактивный элемент – радий.

Отличия радиоактивных превращений от химических реакций

Главная особенность радиоактивных превращений заключается в том, что они происходят самопроизвольно, в то время как для химических реакций в любом случае требуются какие-либо внешние воздействия. Кроме того, радиоактивные превращения протекают непрерывно и всегда сопровождаются выделением определенного количества энергии, которое зависит от силы взаимодействия атомных частиц между собой. На скорость протекания реакций внутри атомов не влияет ни температура, ни наличие электрического и магнитного полей, ни применение самого эффективного химического катализатора, ни давление, ни агрегатное состояние вещества. Радиоактивные превращения не зависят ни от одного внешнего фактора и не могут быть ни ускорены, ни замедлены.

Закон радиоактивного распада

Интенсивность радиоактивного распада, а также его зависимость от количества атомов и времени, выражена в Законе радиоактивного распада, открытом Эрнестом Резерфордом и Фредериком Содди в 1903 году. Для того чтобы прийти к определенным выводам, нашедшим впоследствии свое отражение в новом законе, ученые провели следующий эксперимент: они отделяли один из радиоактивных продуктов и изучали его самостоятельную активность отдельно от радиоактивности вещества, из которого он был выделен. В итоге, было обнаружено, что активность любых радиоактивных продуктов вне зависимости от химического элемента со временем уменьшается в геометрической прогрессии. Исходя из этого, ученые сделали вывод, что скорость радиоактивного превращения всегда пропорциональна числу систем, которые еще не подверглись превращению.

Формула Закона радиоактивного распада выглядит следующим образом:

согласно которой число распадов −dN, произошедшее за период времени dt (очень короткий интервал), пропорционально числу атомов N. В формуле Закона радиоактивного распада есть еще одна важная величина – постоянная распада (или обратная величина периода полураспада) λ, которая характеризует вероятность распада ядра в единицу времени.

Какие химические элементы являются радиоактивными?

Нестабильность атомов химических элементов – это, скорее, исключение, чем закономерность; в большинстве своем они стабильны и с течением времени не изменяются. Однако есть определенная группа химических элементов, атомы которых более других подвержены распаду и, распадаясь, излучают энергию, а также выделяют новые частицы. Самыми распространенными химическими элементами являются радий, уран и плутоний, обладающие способностью превращаться в другие элементы с более простыми атомами (так, например, уран превращается в свинец).

Все формулы

Все формулы по физике и математике

Темы по физике

• Механика (56)
  • Кинематика (19)
  • Динамика и статика (32)
  • Гидростатика (5)
• Молекулярная физика (25)
  • Уравнение состояния (3)
  • Термодинамика (15)
  • Броуновское движение (6)
  • Прочие формулы по молекулярной физике (1)
• Колебания и волны (22)
• Оптика (9)
  • Геометрическая оптика (3)
  • Физическая оптика (5)
  • Волновая оптика (1)
• Электричество (39)
• Атомная физика (15)
• Ядерная физика (3)

Темы по математике

• Квадратный корень, рациональные переходы (1)
• Квадратный трехчлен (1)
• Координатный метод в стереометрии (1)
• Логарифмы (1)
• Логарифмы, рациональные переходы (1)
• Модуль (1)
• Модуль, рациональные переходы (1)
• Планиметрия (1)
• Прогрессии (1)
• Производная функции (1)
• Степени и корни (1)
• Стереометрия (1)
• Тригонометрия (1)
• Формулы сокращенного умножения (1)

Закон радиоактивного распада

Сообщение от администратора:

Ребята! Кто давно хотел выучить английский?
Переходите по моей ссылке и получите два бесплатных урока в школе английского языка SkyEng!
Занимаюсь там сам – очень круто. Прогресс налицо.

В приложении можно учить слова, тренировать аудирование и произношение.

Попробуйте. Два урока бесплатно по моей ссылке!
Жмите СЮДА

Закон радиоактивного распада -описывает зависимость радиоактивного распада от времени и количестве радиоактивных атомов в данном образце

Для практического использования закон радиоактивного распада можно записать так :

Время, за которое распадается половина первоначального числа радиоактивных ядер, называется периодом полураспада (Т). Чем меньше период полураспада, тем меньше живут атомы и следовательно тем быстрее происходит радиоактивный распад.

Для разных химических элементов величина периода полураспада различна : от миллионных долей секунд (например, полоний)до миллиардов лет (например, уран).

Число радиоактивных атомов уменьшается со временем по экспоненциальному закону.

Скорость распада, то есть число распадов в единицу времени, также падает экспоненциально

Таблица некоторых значений радиоактивного распада:

В формуле мы использовали :

— Начальное число радиоактивных ядре при t=0

— Период полураспада

— Время распада

— Постоянная распада (вероятность распада ядра в единицу времени)

— Скорость распада

— Скорость распада в начальный момент времени t = 0

46. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Единицы активности радиоактивных препаратов.

Радиоактивность – это самопроизвольный распад неустойчивых ядер с испусканием других ядер или элементарных частиц.

Закон радиоактивного распада.

Число радиоактивных ядер, которые еще не распались убывает со временем, согласно закону:

N – число ядер, не распавшихся за время t.

N – число не распавшихся ядер в начальный момент времени (t=0)

λ – постоянная распада, различна для разных радиоактивных веществ.

Период полураспада – это время, в течение которого распадается половина радиоактивных ядер.

Активность радиоактивного препарата – число ядер этого препарата, распадающихся за секунду.

Единица активности – беккерель (Бк). Наиболее употребимой единицей является кюри (Ки).

1 Ки=3,7*10 10 Бк=3,7*10 10 с -1 .

Внесистемная единица активности – резерфорд (Рд). 1 Рд=10 6 Бк.

47. Виды радиоактивного распада: α-распад, β-распад. Характеристики радиоактивных излучений.

Альфа-распад – самопроизвольное превращение ядра с испусканием альфа-частицы(ядра гелия) и квантов λ-излучения.

Различают три вида бета-распада:

β – -распад. Проявляется в вылете из ядра электрона (β – ) и антинейтрино.

β + -распад. Образование позитронов и нейтрино.

Энергия, выделяющаяся при β-распаде, распределяется между бета-частицей и нейтрино или антинейтрино.

е-захват. Заключается в захвате ядром одного из внутренних электронов атома, в результате чего протон ядра превращается в нейтрон.

Характеристики радиоактивных излучений.

Активность радиоактивного препарата – число ядер этого препарата, распадающихся за секунду.Единица активности – беккерель (Бк). Наиболее употребимой единицей является кюри (Ки).

Дозой облучения называется энергия излучения, поглощенная в единице объема или массы вещества за все время воздействия излучения. Доза облучения, характеризует степень ионизации вещества: чем больше доза, тем больше степень этой ионизации. Является мерой поражающего действия радиоактивных излучений на организм человека.

Уровень радиации (мощность дозы) характеризует интенсивность излучения. Это доза, создаваемая за единицу времени и характеризующая скорость накопления дозы. Измеряется в рентгенах в час (Р/ч). Чем больше уровень радиации (фон), тем меньше времени должны находиться на загрязненном участке люди, чтобы полученная ими Доза облучения не превысила допустимую.

Степень загрязнения радиоактивными веществами характеризуется плотностью загрязнения, которая измеряется количеством радиоактивных распадов атомов, происходящих за единицу времени на единице поверхности, в единице массы или объема, т. е. единицами удельной активности. Знание степени загрязнения позволяет оценить вредное биологическое воздействие радиоактивно загрязненных предметов и веществ при соприкосновении с ними или попадании их внутрь организма.

48. Закон ослабления ионизирующих излучений. Коэффициент линейного ослабления. Толщина слоя половинного ослабления.

Интенсивность излучения уменьшается по закону:

J – число частиц, прошедших сквозь вещество-поглотитель

J0 – число частиц, падающих на вещество-поглотитель

d – толщина слоя вещества

µ – линейный коэффициент ослабления

Физический смысл линейного коэффициента ослабления заключается в том, что при d=1/µ интенсивность параллельного пучка монохроматического излучения уменьшается в е раз(е=2,7).

Линейный коэффициент ослабления зависит от природы вещества, поглощающего излучение и от длины волны поглощаемого излучения.

k – Коэффициент пропорциональности

ρ – Плотность вещества, поглощающего излучение

Z – Атомный номер этого вещества в таблице Менделеева

Λ – Длина волны поглощаемого излучения

Толщина слоя материала, уменьшающая уровень излучения в 2 раза, называется слоем половинного ослабления.

Толщина слоя половинного ослабления (d_1/2).

Источники:

http://rb.mchs.gov.ru/about_radiation/O_radiacii/Radiacija_i_zdorove/item/7071

http://xn--b1agsdjmeuf9e.xn--p1ai/%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BD%D0%B0%D1%8F-%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0/%D0%B7%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD-%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE-%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BF%D0%B0%D0%B4%D0%B0/

http://studfile.net/preview/2907475/page:21/