1. A radioaktivitás fogalma:
A nehéz atommagok esetén az atommagból kisebb részek lökődnek ki, miközben az atommag relatív kötési energiája csökken.A folyamat neve radioaktív bomlás (sugárzás), illetve radioaktivitás.
2. A radioaktivitás fajtái:
A radioaktivitás fajtái aszerint, hogy a természetben előfordul-e:Természetes radioaktivitás:
a természetben található anyagok (uránérc, polónium, rádium) energiaközlés nélküli átalakulási folyamata
1896. Becquerel észrevette, hogy az uránérc megfeketíti a fényképezőlemezt.
1897. Rutherford elektromos mező segítségével a radioaktív sugárzást 3 összetevőre bontotta:
Alfa-sugárzás:
alfa-részecskékből (He-atommagokból) áll.
nagy tömeg miatt nehezen térül el.
Béta-sugárzás:
elektronokból áll.
kis tömeg miatt könnyen eltérül.
ellentétes töltés miatt az alfa-sugárzással ellentétes irányba térül el.
A béta sugárzásnál létrejövő kölcsönhatást gyenge kölcsönhatásnak nevezzük.
Gamma-sugárzás:
fotonokból áll.
mivel nincs töltése, ezért nem térül el elektromos (mágneses) mezőben.
nem önálló sugárzás.
a gerjesztett atommag alapállapotba jutása során a felesleges energiáját gamma fotonok formájában sugározza ki.
2. Anyagszerkezeti átalakulások
α-sugárzás:ZA X → Z-2A-4Y + 24He++
(A rendszám 2-vel, a tömegszám 4-gyel csökken)
β-sugárzás:
ZAX → Z+1AY + e-
(A neutron elektront kisugározva protonná alakul és így megváltozik a neutron-proton arány.
A rendszám 1-gyel nő,tömegszám nem változik.)
γ-sugárzás:
A gerjesztett atommag alapállapotba jut, miközben az energia különbséget foton formájában sugározza ki. A γ-sugárzás az α-, és a β- sugárzás kísérő jelensége.
3. Radioaktív bomlási sorok
A radioaktív elemek bomlási sorokba sorolhatók, melyben egymást követő bomlások sorozata játszódik le, míg egy stabil izotóp keletkezik.
4. Mesterséges radioaktivitás
Mesterséges radioaktivitásnak akkor nevezzük a magátalakulást, ha mesterségesen előállított, a természetben elő nem forduló elemek (izotópok) bocsátanak ki sugárzást.A mesterséges radioaktivitást 1934-ben Iréne Curie és férje, Frédéric Joliot-Curie francia fizikusok fedezték fel. 1935-ben kémiai Nobel-díjat kaptak.
5. A bomlást leíró fizikai mennyiségek:
Felezési idő:az az idő, amely alatt az atommagok fele elbomlik.
Jele: T1/2
Bomlástörvény:
N(t): a t időpillanatban jelenlévő atommagok száma
N(0): kezdeti atommagok száma
x: feleződések száma (x = t/T1/2)
N(t) = N(0)*2-t/T1/2
A bomlás sebessége = Aktivitás
Jele: A
[A] = Bq = Becquerel = bomlás/s
A = [N(0) - N(t)]/t
A = 0,693*N(0)/T1/2
(Az aktivitás és a felezési idő között fordított arányosság van)
A(t) = A(0)*2,7183-0,693*t
ahol A(0) = 0,693*N(0)
5. Alkalmazások
A radioaktív sugárzások a szervezetre azért veszélyesek, mert nagy az ionizáló hatásuk. A roncsolt sejtekben könnyen képződik rák.
A radioaktivitást használják
kormeghatározáshoz.
orvosi nyomkövetésre.
csírátlanításra.
Feladat:
Egy egyiptomi múmiában minden 14*1011db 12C atomra jut egy radioaktív 14C atommag. Ma a földi légkörben kb. minden 8,6*1011db 12C magra jut egy 14C izotóp. Becsüljük meg mikor halt meg a mumifikált ember, feltételezve, hogy a légkörben a 14C aránya a 12C-hez képest nem változott!
