Цель работы: изучить особенности радиоактивного распада и выявить закономерности данного процесса.
Приборы и принадлежности: специальная установка, счетчик Гейгера-Мюллера, секундомер.
Краткая теория работы.
Радиоактивность–явление самопроизвольного превращения одних атомных ядер в другие, сопровождающееся и спусканием различных видов ионизирующих излучений (a, b, gинекоторых элементарных частиц).
Радиоактивный распад ядер является статистическим процессом. Величину, пропорциональную вероятности распадаодного ядра, называют постоянной распада и обозначают l . Она различна для различных изотопов.
Пусть имеется N ядер радиоактивного изотопа спостоянной распада l . За время dt распадается dN ядер.Т огда
(знак минус указывает на убывание числа ядер).Преобразуем это выражение:
Про интегрируем последнее выражение, учитывая, что в момент времени число ядер:
Последняя формула выражает основной закон радиоактивного распада(рис.1). Промежуток времени, закоторый число радиоактивных ядер уменьшается в два раза, называется периодом полураспада Т. Так как
,то
Активность препарата
,где
-число распадов ядер;
-время, в течение которого шёл распад.
Ионизирующее излучение оказывает специфическое воздействие на биологические объекты. Его физическое воздействие на ткани живого организма заключается в процессах возбуждения и онизации атомов и молекул. При этом разрываются химические связ и молекули сами молекулы распадаются на составные химические радикалы. Такие изменения вызывают нарушения в нормальной жизнедеятельности клетки и могут привести к её гибели. Биологический эффект воздействия зависит от вида ионизирующего излучения, дозы облучения, времени воздействия. Размеров облучаемой поверхности и индивидуальной чувствительности организма.
Любые виды ионизирующих излучений являются опасными для организма. Длительное воздействие облучения в значительных дозах может привести к тяжёлым последствиям. Наиболее чувствительны к поражению кровь и клетки кроветворных органов. Поэтому первым признаком лучевого поражения является изменение состава крови. При облучении нарушается способность клетки к делению, поэтому сильнее поражаются растущие организмы.
Альфа - излучение радиоактивных изотопов обладает малой проникающей способностью. Потоки a-частиц при внешнем облучении не представляют опасности для человека, так как они полностью задерживаются тканью одежды, а при попадании на открытые участки тела поглощаются ороговевшим слоем кожи.Однакоприпопаданииa-радиоактивных веществ внутрь организма излучение оказывает губительное действие на клетки. Бета-излучение обладает большей проникающей способностью и может представлять опасность и привнешнем облучении.
Работа с любыми источниками радиоактивного излучения требует принятия мер для защиты человека от его воздействия. Для выбора необходимых способов и средствз ащиты следует знать дозы ионизирующих облучений, а также активность радиоактивных препаратов. Для определения доз применяют дозиметрические устройства–дозиметры. Активность радиоактивных изотопов измеряют радиометрами.
ВСИ активность изотопов измеряется в беккерелях (Бк). Один Бк равен активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором происходит 1 акт распада за 1 с. До введения СИ использовались и сейчас используются другие единицы– кюри (Ки) и резерфорд (Рд).
;.
Один грамм чистого радия имеет активность примерно равную 1 Ku.
Атмосферный воздух обладает естественной радиоактивностью, которая обусловлена в основном наличием в нём радона и продуктов его распада. Радон–инертный газ, являющийся продуктом распада радия, содержащегося в почве. Количество радо на ввоздухе определяется содержанием радия в почве и условиями выхода радона из почвы. Продуктами распада радонаявляются изотопыи др. Все изотопы радона являются a-излучателями, в то время как превращение продуктов распада радона происходит с испусканием a или b-излучения (частиц). Некоторые коротко живущие продукты распада изотопов радона распадаются с испусканием a и b-частиц.
Несмотря на малую концентрацию этих изотопов в воздухе, их можно сравнительно легко обнаружить. При встрече с твёрдыми частицами дыма, пыли, капелькам и тума на радиоактивные изотопы оседают на их поверхности. Если пропустить значительный объём воздуха через фильтр, улавливающий твёрдые частицы, то можно сконцентрировать естественные радиоактивные изотопы, присутствующие в данном объёме воздуха, в небольшом объёме фильтра. Для этой цели можно использовать специальные аэрозольные фильтры, а также вату, фильтровальную бумагу. Активность полученного таким образом препарата зависит в основном от b-радиоактивности изотопов
Порядок выполнения работы:
1) Внимательно прочитать теорию работы ио писаниеу становки.
2) Ознакомиться с программой PowerGraph 2.1, которая будет использоваться в данной лабораторной работе, и установить следующие параметры:
Меню Setup→AllGraphs→NumberofGraphs→1(на экране будет выводиться только 1 график)
,то
,где
-число распадов ядер;
-время, в течение которого шёл распад.
;
.
являются изотопы
и др. Все изотопы радона являются a-излучателями, в то время как превращение продуктов распада радона происходит с испусканием a или b-излучения (частиц). Некоторые коротко живущие продукты распада изотопов радона распадаются с испусканием a и b-частиц.
