11 класс

Разновидности излучения, свойства и характеристики

Ученые выделили 3 вида излучения:

• альфа-излучение (α) — поток ядер гелия (их называют альфа-частицами);
• бета-излучение (β) — поток электронов;
• гамма-излучение (γ) — электромагнитное излучение с большой проникающей способностью.

На основе излучения выделяют 3 основных типа радиоактивного распада:

• альфа-распад;
• бета-распад;
• гамма-распад, или изомерный переход.

Известны также распады с испусканием протонов (одного или двух), нейтрона и кластерная радиоактивность.

Процесс радиоактивного распада может быть продолжительным. Если дочернее ядро, полученное в результат радиоактивного распада, также является радиоактивным, то со временем и оно распадается. Так продолжается, пока не образуется стабильное нерадиоактивное ядро.

При этом некоторые изотопы могут одновременно испытывать более одного вида распада.

Альфа-распад 

Альфа-распад, т.е. поток положительно заряженных частиц, характерен для изотопов всех тяжелых элементов, начиная с висмута. 

Альфа-частицы покидают ядро со скоростью от 9400 до 23700 км/с. При этом в воздухе при нормальных условиях альфа-излучение способно преодолеть лишь расстояние от 2,5 до 7,5 см. 

Эффективно задержать радиоактивное излучение альфа-частиц можно несколькими десятками микрометров плотного вещества. К примеру, листом бумаги или даже ороговевшим слоем кожи — человеческим эпидермисом. Это делает его относительно безопасным для человека. 

Однако если источник альфа-излучения все же попадет в организм (например, в виде пыли), это может привести к серьезным последствиям. Альфа-частицы наносят примерно в 20 раз больше повреждений, чем бета- и гамма-частицы той же энергии. 

Рассмотрим правило смещения Содди для α-распада:

X ZA→Y Z-2A-4+H 24e

ПримерКак уже было описано ранее, процесс радиоактивного распада продолжается до тех пор, пока не образуется стабильное ядро. Рассмотрим такую цепочку на основе альфа-распада урана-238:

U 92238→α-распадT 90234h+H 24e→αR 88230a+H 24e→αR 86226n+H 24e→αP 84222o+H 24e→αP 82218b+H 24e

Бета-распад 

Бета-излучение как отрицательное излучение малой массы обладает большей проникающей способностью, нежели альфа-частицы. Задержать его можно алюминиевой фольгой.

Среди всех видов радиоактивного распада бета-распад является наиболее распространенным. Он особенно характерен для искусственных радионуклидов.

Выделяют несколько подвидов бета-распада:

• бета-минус распад;
• бета-плюс распад;
• электронный захват.

Бета-минус распад представляет собой испускание из ядра электрона, образовавшегося в результате самопроизвольного превращения одного из нейтронов в протон и электрон. Такой электрон называют бета-минус частицей.

Правило смещения Содди для β—распада:

X ZA→Y Z+1A+e -1+ν¯e

Бета-плюс распад, или позитронный распад сопровождается испусканием из ядра позитрона (античастицы электрона), образовавшегося в результате самопроизвольного превращения одного из протонов в нейтрон и позитрон. Получившуюся частицу называют бета-плюс частицей.

Правило смещения Содди для β+-распада:

X ZA→Y Z-1A+e++νe

Позитронный распад всегда сопровождается электронным захватом. Ядро захватывает электрон из атомной оболочки и испускает нейтрино. Заряд ядра также уменьшается на единицу.

Правило смещения Содди для электронного захвата:

X ZA+e-→Y Z-1A+νe

Гамма-распад

Гамма-распад чаще называют изомерным переходом. Такое название обосновано существованием изомерных состояний ядер. Большинство ядер способны существовать в возбужденном состоянии очень малое количество времени — менее наносекунды. Некоторые ядра способны существовать дольше — микросекунды, сутки или даже года. Такие долгоживущие состояния и называют изомерными.

При гамма-распаде изомерные состояния ядер переходят в основное состояние с излучением одного или нескольких гамма-квантов. 

Гамма-излучение обладает намного большей проникающей способностью, чем альфа- и бета-излучение. Оно не имеет электрического заряда, обладает огромной энергией и может быть остановлено только толстым слоем железобетона, стали, свинца или другого серьезного препятствия.

Бета-распад

В процессе бета-распада ядро испускает электрон. Вообще существование в ядре электрона невозможно, т.е. появление электрона – лишь результат β-распада, сопровождающегося превращением нейтрона в протон. Такой процесс происходит как внутри ядра, так и со свободными нейтронами. Среднее время жизни свободного нейтрона равно примерно 15 минутам. При радиоактивном распаде нейтрон n1 превращается в протон p11 и электрон e-1.

В результате измерений было выявлено, что при бета-распаде наблюдается кажущееся нарушение закона сохранения энергии, поскольку суммарно энергия протона и электрона, появившихся при распаде нейтрона, меньше энергии нейтрона. В 1931 году В. Паули предположил выделение при распаде нейтрона еще одной частицы с нулевыми значениями массы и заряда, уносящей с собой часть энергии.

Определение 6

Нейтрино (маленький нейтрон) – частица с нулевыми значениями массы и заряда, возникающая при распаде нейтрона. Была открыта в 1953 году.

Нейтрино плохо взаимодействует с атомами вещества, поскольку не обладает зарядом и массой, и вследствие этого ее обнаружение в ходе эксперимента очень затруднительно. Ионизирующая способность нейтрино является настолько малой, что один акт ионизации в воздухе приходится приблизительно на 500 км пути. На данный момент известно, что существует несколько типов нейтрино.

Определение 7

Электронный антинейтрино – частица, возникающая вследствие распада нейтрона и обозначаемая ve~.

Нужна помощь преподавателя?
Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Описать задание

Запись реакции распада нейтрона выглядит так:

n1→p11+e-1+ve~

Те же явления происходят внутри ядер при β-распаде. При распаде одного их ядерных нейтронов образуется электрон, сразу же выбрасываемый из «родительского дома» (ядра) с очень большой скоростью, отличающейся от скорости света на небольшую долю процента. Поскольку распределение энергии, выделяющейся при β-распаде, между электроном, нейтрино и дочерним ядром имеет случайный характер, β-электроны способны обладать разными скоростями в широком интервале значений.

β-распад сопровождается увеличением зарядового числа Z на единицу при неизменности массового числа A. Дочернее ядро в данном случае есть ядро одного из изотопов элемента, чей атомный номер в периодической системе Менделеева на единицу превышает атомный номер исходного ядра. В качестве характерного примера β-распада можно рассмотреть преобразование изотона тория Th90234, возникающего при α-распаде урана U92238, в протактиний Pa91234:

Th90234→Pa91234+e-1+ve~

Совместно с электронным β-распадом было определено такое явление, как позитронный β+-распад: ядро испускает позитронe+1 и нейтрино ve.

Определение 8

Позитрон является частицей-двойником электрона, отличающейся от него лишь знаком заряда.

Существование позитрона предсказывалось еще в 1928 г. великим физиком П. Дираком. Спустя несколько лет позитрон обнаружили, как составляющую космических лучей. Позитроны возникают в результате реакции преобразования протона в нейтрон по следующей схеме:

p11→n1+e1+ve

Значения радиационного фона в зоне отчуждения

Въезд на территорию зоны отмечается значением 12 микрорентген в час, что даже ниже, чем показания в городе Киев. Однако уже на въезде в Чернобыль цифры подскакивают до 16 микрорентген. Памятник пожарным пестрит значением 18 микрорентген в час на дозиметрическом аппарате.

Отправляясь в село Копачи, от которого осталось только название и руины от некоторых зданий, вы заметите, что радиационный фон подскакивает до 200-300 микрорентген в час, а водосток детского садика вообще поражает, ведь здесь дозиметр показывает цифру 3000 микрорентген.

Возвращаясь к Припяти и ее достопримечательностям, стоит отметить, что панорама третьей очереди ЧАЭС показывает значение 89 микрорентген, а мост над прудом-охладителем с точки зрения излучения практически в норме.

К стеле города Припять лучше не приближаться, ведь там дозиметр отражает цифру 110, а центральная площадь вообще пестрит 150-ю микрорентген в час. Парк аттракционов не менее опасный, ведь хвойные деревья вокруг показывают значения, доходящие до сотни микрорентген.

Парк аттракционов в Припяти

После анализа всех этих цифр ответ на вопрос, о том какая сейчас радиация в Чернобыле в 2018 году или сколько сейчас радиации в Чернобыле, является вполне естественным – она есть. Нельзя сказать, что в зоне отчуждения нет чистых мест, радиационный фон различен. Однако есть и сильно загрязненные участки.

Полезным для каждого туриста является то, что можно проверить уровень радиации в Чернобыле сейчас онлайн. Для контроля в Чернобыле уровня радиации была создана станция мониторинга уровня ионизирующего излучения.

Вместе с тем на некоторых участках были установлены специальные датчики и устройства, которые фиксируют радиационный фон и атмосферное давление, и простой человек, воспользовавшись онлайн-сервисом, может узнать результаты фиксации.

В целом, радиация в Чернобыле сейчас невысока. Более того, город считается наиболее чистым в зоне отчуждения. А вот в Припяти 22 июня зафиксирована цифра 64.6 микрорентген в час. Поэтому отправляясь по туристическому маршруту не забывайте прихватить личный дозиметр и отличного гида, который беспроблемно проведет вас по самым чистым участкам.

Альфа-распад

Определение 4

Альфа-распад – это самопроизвольное преобразование атомного ядра с числом протонов Z и нейтронов N в иное (дочернее) ядро, в котором содержится число протонов Z–2 и нейтронов N–2, сопровождающееся испусканием α-частицы – ядра атома гелия He24.

Пример 1

Образцом альфа-распада может служить α-распад радия: 

Ra88226→Rn86222+He24

α-частицы, которые испускают ядра атомов радия, Резерфорд применял, проводя экспериментальное рассеивание на ядрах тяжелых элементов. Измерение по кривизне траектории в магнитном поле установило скорость α-частиц, испускаемых при α-распаде ядер радия: порядка 1,5·107 мс. Размер кинетической энергии при этом — примерно 7,5·10–13 Дж (около 4,8 МэВ). Эта величина несложно определяется, когда известны значения масс материнского и дочернего ядер и ядра гелия. Скорость испускаемой α-частицы очень велика, однако она равна лишь 5 % от скорости света, т.е. в расчетах допустимо использовать нерелятивистское выражение для кинетической энергии.

Также результатом исследований стал факт, что радиоактивное вещество способно испускатьα-частицы с несколькими дискретными значениями энергий. Объяснение этому явлению заключается в способности ядер находиться, аналогично атомам, в различных возбужденных состояниях. В одном из таких состояний может оказаться дочернее ядро при α-распаде. Далее ядро переходит в основное состояние, и испускается γ-квант. Схема α-распада радия с испусканием α-частиц с двумя значениями кинетических энергий указана на рис. 6.7.2.

Рисунок 6.7.2. Энергетическая диаграмма α-распада ядер радия. Продемонстрировано возбужденное состояние ядра радона Rn*86222. При переходе из возбужденного состояния ядра радона в основное происходит излучение γ-кванта с энергией ,186 МэВ.

Итак, α-распад ядра во множестве случаев происходит совместно с γ-излучением.

Теория α-распада также содержит предположение о возможном образовании ядер групп, включающих в себя два протона и два нейтрона, т. е. α-частицу. Материнское ядро служит для α-частиц потенциальной ямой, ограниченной потенциальным барьером. Количество энергии α-частицы в ядре не хватает, чтобы преодолеть данный барьер (рис. 6.7.3).

Определение 5

Испускание α-частицы из ядра возможно лишь благодаря такому квантово-механическому явлению, как туннельный эффект.

Квантовая механика гласит, что существует неравная нулю вероятность прохождения частицы под потенциальным барьером. Явление туннелирования носит вероятностный характер.

Рисунок 6.7.3. Туннелирование α-частицы сквозь потенциальный барьер.

Список коммерчески доступных радионуклидов

Этот список охватывает распространенные изотопы, большинство из которых доступны в очень небольших количествах для широкой публики в большинстве стран. Другие, которые не являются общедоступными, продаются в промышленных, медицинских и научных областях и подлежат государственному регулированию.

Только гамма-излучение

Изотоп	Деятельность	Период полураспада	Энергии ( кэВ )
Барий-133	9694 ТБк / кг (262 Ки / г)	10,7 года	81,0, 356,0
Кадмий-109	96200 ТБк / кг (2600 Ки / г)	453 дня	88,0
Кобальт-57	312280 ТБк / кг (8440 Ки / г)	270 дней	122,1
Кобальт-60	40700 ТБк / кг (1100 Ки / г)	5,27 года	1173,2, 1332,5
Европий-152	6660 ТБк / кг (180 Ки / г)	13,5 лет	121,8, 344,3, 1408,0
Марганец-54	287120 ТБк / кг (7760 Ки / г)	312 дней	834,8
Натрий-22	237540 Тбк / кг (6240 Ки / г)	2,6 года	511,0, 1274,5
Цинк-65	304510 ТБк / кг (8230 Ки / г)	244 дня	511,0, 1115,5
Технеций-99m	1,95 × 10 7  ТБк / кг (5,27 × 10 5 Ки / г)	6 часов	140

Только бета-эмиссия

Изотоп	Деятельность	Период полураспада	Энергии (кэВ)
Стронций-90	5180 ТБк / кг (140 Ки / г)	28,5 года	546,0
Таллий-204	17057 ТБк / кг (461 Ки / г)	3,78 года	763,4
Углерод-14	166,5 ТБк / кг (4,5 Ки / г)	5730 лет	49,5 (в среднем)
Тритий (водород-3)	357050 ТБк / кг (9650 Ки / г)	12.32 года	5,7 (в среднем)

Только альфа-излучение

Изотоп	Деятельность	Период полураспада	Энергии (кэВ)
Полоний-210	166500 ТБк / кг (4500 Ки / г)	138.376 дней	5304,5
Уран-238	12580 кБк / кг (0,00000034 Ки / г)	4,468 миллиарда лет	4267

Множественные излучатели

Изотоп	Деятельность	Период полураспада	Типы излучения	Энергии (кэВ)
Цезий-137	3256 ТБк / кг (88 Ки / г)	30,1 года	Гамма и бета	Г: 32, 661.6 А: 511.6, 1173.2
Америций-241	129,5 ТБк / кг (3,5 Ки / г)	432,2 года	Гамма и альфа	G: 59,5, 26,3, 13,9 А: 5485, 5443

Что от неё бывает[править]

Если кратко — ничего хорошего. От радиации нельзя стать супергероем, суперзлодеем или существом, превращающим людей в супергероев с помощью укуса. Также от неё не вырастает щупалец, третьих ног и шестых пальцев. А что же от нее можно схватить?

• Лучевую болезнь. Её основные симптомы — это разрушение костного мозга, отравление радиотоксинами

  Бывает не только острой (схватил сразу и много), но и хронической (хватал поменьше, но регулярно).

   — продуктами расщепления тушки радиацией (обломками белков и жиров, раздолбанных частицами), расстройства пищеварения и нервной системы. Самое опасное в этом списке — первое: костный мозг является кроветворным органом, и при его разрушении производство новых кровяных клеток останавливается и кровь быстро превращается в водицу. Отчего и наступает смерть.

• Рак. Случайное и не гарантированное, но очень неприятное последствие облучения.
• Генные мутации и хромосомные аберрации. Вот они, добрались до самой мякотки. На самом облучённом человеке они в основном никак не проявляются (если проявляются, то всё тем же раком), зато встают в полный рост при рождении потомства. И в большинстве случаев приводят к тому, что ребёнок просто не рождается, а происходит выкидыш или мертворождение. Или рождается, но хронически больной.
  • Яички легко поражаются, но после поражения спустя время относительно восстанавливаются (разумеется, шансы на рождения дефектного ребёнка и после «восстановления» не возвращаются к уровню непострадавшего человека). Почему так? Яички находятся вне тела и защищены только тонким слоем кожи. Так природа захотела, ибо спермогенез лучше протекает при температуре ниже температуры тела на градус. Поэтому так популярна шутка о просвинцованных трусах. При этом сам спермогенез — процесс постоянно обновляющийся: в процессе митоза все новые и новые клетки делятся напополам и образуют сперматозоиды. Миллионами. И если яички не были поражены фатально, т. е. до полной неспособности производить сперматозоиды, то шансы произвести здоровое потомство ненамного ниже среднего.
  • Яичники трудно поразить, но если уж они поражены — значит, отхватили дозу, от которой не восстановиться. Почему так? Женщина уже рождается с полным набором яйцеклеток. В дальнейшем часть из них будет понемногу созревать и каждый месяц покидать организм по нескольку штук за раз, а часть просто отомрёт, не достигнув созревания. Яичники спрятаны глубоко внутри тела и хорошо защищены — плюс. Минус в том, что клетки тела сами по себе не защита от тяжёлых частиц, и если яйцеклетка разрушится, то новой взять негде, а если под бомбёжку радиацией попал весь орган целиком — то он пострадает невосстановимо. Впрочем, учитывая, что тяжёлое облучение обычно приходится на весь организм, «пострадает невосстановимо» означает ещё и физическую невозможность выносить вообще какого-либо ребёнка и большие-пребольшие проблемы с гормональной системой на всю оставшуюся недолгую жизнь.

Радиоактивные превращения. Альфа- и бета-распад

Подробности

Просмотров: 557

Э. Резенфорд вместе с с английским радиохимиком Ф. Содди доказал, что радиоактивность сопровождается самопроизвольным превращением одного химического элемента в другой.
Причем в результате радиоактивного излучения изменения претерпевают ядра атомов химических элементов.

ОБОЗНАЧЕНИЕ ЯДРА АТОМА

ИЗОТОПЫ

Среди радиоактивных элементов были обнаружены элементы, неразличимые химически, но разные по массе. Эти группы элементов были названы «изотопами» («занимающими одно место в
табл. Менделеева») . Ядра атомов изотопов одного и того же химического элемента различаются числом нейтронов.

В настоящее время установлено, что все химические элементы имеют изотопы.
В природе все без исключения химические элементы состоят из смеси нескольких изотопов, поэтому в таблице Менделеева атомные массы выражены дробными числами.
Изотопы даже нерадиоактивных элементов могут быть радиоактивны.

АЛЬФА — РАСПАД

-альфа-частица (ядро атома гелия)
— характерен для радиоактивных элементов порядковым номером больше 83
.- обязательно выполняется закон сохранения массового и зарядового числа.
— часто сопровождается гамма-излучением.

Реакция альфа-распада:

При альфа-распаде одного химического элемента образуется другой химический элемент, который в таблице Менделеева расположен на 2 клетки ближе к её началу, чем исходный.

Физический смысл реакции:
в результате вылета альфа-частицы заряд ядра уменьшается на 2 элементарных заряда и образуется новый химический элемент.

Правило смещения:

При бета-распаде одного химического элемента образуется другой элемент, который расположен в таблице Менделеева в следующей клетке за исходным (на одну клетку ближе к концу таблицы).

БЕТА — РАСПАД

— бета-частица (электрон).
— часто сопровождается гамма-излучением.
— может сопровождаться образованием антинейтрино ( легких электрически нейтральных частиц, обладающих большой проникающей способностью).
— обяэательно должен выполняться закон сохранения массового и зарядового числа.

Реакция бета-распада:

Физический смысл реакции:
нейтрон в ядре атома может превращаться в протон, электрон и антинейтрино, в результате ядро излучает электрон.

Правило смещения:

ДЛЯ ТЕХ, КТО ЕЩЁ НЕ УСТАЛ

Предлагаю написать реакции распада и сдать работу.( составьте цепочку превращений)

1. Ядро какого химического элемента является продуктом одного альфа-распада и двух бета-распадов ядра данного элемента ?

2.Ядро изотопа висмута получилось из другого ядра после одного альфа-распада и одного бета-распада.

Что это за ядро?

Следующая страница «Состав атомного ядра. Ядерные силы»

Назад в раздел «9 класс»

Строение атома — Класс!ная физика

Радиоактивность —
Радиоактивные превращения —
Состав атомного ядра. Ядерные силы —
Энергия связи. Дефект масс —
Деление ядер урана —
Ядерная цепная реакция —
Ядерный реактор —
Термоядерная реакция

§ 39. Закон радиоактивного распада

При всем разнообразии реакций самопроизвольного (спонтанного) распада ядер в этом процессе наблюдается общая закономерность, которую можно описать математически. Интересно, что зависимость количества распавшихся ядер от времени задается одной и той же функцией для различных ядер, участвующих в распаде. Перейдем к количественному описанию процессов радиоактивного распада.

Большинство изотопов любого химического элемента превращается в более устойчивые изотопы путем радиоактивного распада. Каждый радиоактивный элемент распадается со своей, присущей только ему «скоростью». При этом для каждого радиоактивного ядра существует характерное время, называемое периодом полураспада , спустя которое в исходном состоянии остается половина имевшихся ядер. Таким образом, периодом полураспада называется промежуток времени, за который распадается половина начального количества  радиоактивных ядер. Другая половина ядер превращается в более устойчивые изотопы посредством распада.Отметим, что период полураспада не зависит от того, в каком состоянии находится вещество: твердом, жидком или газообразном. Кроме того, период полураспада радиоактивного вещества не зависит от его количества, от времени, места и условий, в которых оно находится. Поэтому количество радиоактивных ядер «тогда»  и «сейчас»  непосредственно определяет промежуток времени ,  прошедший с момента уменьшения числа ядер от  до .Невозможно точно предсказать, когда произойдет распад данного ядра. Однако можно оценить среднее число ядер, которые распадутся за данный промежуток времени. Таким образом, закон радиоактивного распада является статистическим и он справедлив только при достаточно большом количестве радиоактивных ядер.

Для записи закона радиоактивного распада будем считать, что в начальный момент времени () число радиоактивных ядер . Через промежуток времени, равный периоду полураспада, это число будет , еще через такой же промежуток времени —  (рис. 218). Спустя промежуток времени, равный n периодам полураспада , радиоактивных ядер останется:

(1)

Это соотношение выражает закон радиоактивного распада, который можно сформулировать следующим образом:

число нераспавшихся радиоактивных ядер убывает с течением времени по закону, представленному соотношением (1).

Закон радиоактивного распада позволяет найти число нераспавшихся ядер в любой момент времени. Полученное выражение хорошо описывает распад радиоактивных ядер, если их количество достаточно велико.Приведем экспериментальные результаты, которые показывают, что при малом количестве радиоактивных ядер это выражение неприменимо. На рисунке 219 изображен график распада 47 ядер изотопа фермия , период полураспада которого .  Из рисунка 219 видно, что пока ядер было достаточно много — от 47 до 12, то показательная функция хорошо описывала закон распада. Однако при меньшем числе ядер истинная зависимость существенно отличается от показательной функции.Периоды полураспада некоторых радиоактивных изотопов веществ приведены в таблице 11.

Таблица 11. Периоды полураспада радиоактивных изотопов веществ
Вещество	Период полураспада
	30,17 лет
	5,3 года
	8,04 суток
	24 390 лет
	1600 лет
	3,8 суток
	700 млн лет
	4,5 млрд лет

Впервые процесс радиоактивного распада для измерения промежутков времени был использован в 1904 г. Резерфордом. По отношению концентрации урана и его дочернего продукта распада (гелия) он определил возраст урановой породы. Эта работа положила начало ядерной геохронологии — определению возраста различных минералов Земли по радиоактивным долгоживущим веществам. В дальнейшем исследование процессов ядерного синтеза позволило перейти к ядерной космохронологии, т.е. к определению продолжительных промежутков времени, прошедших с момента образования элементов в масштабах Галактики и Вселенной. В основу ядерной космохронологии положена неизменность «скорости» радиоактивного распада. В 1927 г. американский ученый Г. Блюмгарт, используя изотоп  , впервые определил скорость кровотока у людей. В 1934 г. венгерский ученый Дьердь фон Хевеши, используя дейтерий, впервые установил, что в организме человека вода полностью обновляется в течение 14 суток.  В 1943 г. Дьердь фон Хевеши была присуждена Нобелевская премия по химии «за работу по использованию изотопов в качестве меченых атомов при изучении химических процессов».

Теоретические основы радиоактивного распада

Согласно обычной теории радиоактивного распада, альфа-частицы удерживаются в ядре потенциальным барьером. В ядре радиоактивного изотопа они иногда туннелируют через этот барьер. К этому процессу подходят лишь статистически, утверждая, что квантовая механика не допускает ускоренного распада. Но это не так, поскольку квантовая механика рассматривает субатомный мир статистически, ничего не утверждая о причине этого явления, никак его не объясняя.

Один из вариантов состоит в том, что изменение сильного взаимодействия способно влиять на скорость распада.
Теория струн предполагает наличие пространственных координат, ограниченных значением порядка 10-34 м, в дополнение к тем трём, которые мы наблюдаем. Согласно этой теории, скорости распада связаны с размерами по этим координатам. Если их поменять, поменяются и скорости распада.

Никола Тесла, проводивший немало экспериментов по электромагнетизму, предпологал, что возможен некоторый вид излучения, способный провоцировать радиоактивный распад. Другие учёные заинтересовались этой идеей и выдвинули предположения о том, каким именно может быть это излучение. В качестве кандидата на роль такового предлагали нейтринное излучение, поскольку оно связано с ядерными реакциями и обнаруживается как раз по факту провоцирования им таких реакций. Если воздействие нейтрино или чего-либо ещё способно провоцировать распад, возрастание интенсивности такого воздействия может ускорить распад. Из этой модели можно сделать вывод, что в течении года скорости распада должны меняться, поскольку меняется расстояние от Земли до Солнца. Согласно недавней статье в журнале New Scientist, такое влияние действительно обнаружено в отношении некоторых изотопов в ряде опытов.
Такие наблюдения были проведены в отношении как альфа-, так и бета-распада.

Изотоп	Период полураспада	Вид распада
Кремний-32	172 года	Бета
Радий-226	1600 лет	Альфа
Хлор-36	301000 лет	Бета

Также известно, что самый распространённый из методов радиометрического датирования — радиоуглеродный (по углероду-14) — испытывает влияние колебаний, мешающих исследователям, и, согласно указанной выше статье, эти колебания совпадают с двухсотлетним циклом изменения солнечной активности. Это тоже сходится с гипотезой о том, что нейтрино могут провоцировать распад.
К сожалению, изменение скоростей распада в течение года было впервые обнаружено лишь в 1986 году, и проигнорировано как «ошибка измерения», ведь исследователи «заранее знали», будто скорость распада «постоянна». Поэтому в течении последующих двадцати четырёх лет это явление никто не исследовал, пока его не открыли повторно. Это отличный пример того, как те или иные исследования оказываются замороженными только по той причине, что исследователи следуют логике, подвергнутой критике ещё А.П. Чеховым: «этого не может быть, потому что не может быть никогда».
Интересный механизм предложен в общей модели великого объединения

Согласно этой модели, вероятностным поведением, и туннелированием, в частности, управляет разумный объект; с точки зрения данной теории, неважно, идёт ли речь о Самом Боге, заданном Им алгоритме, или же Его мыслях. В любом из этих случаев, Господь мог просто перенастроить механизмы, отвечающие за квантовое туннелирование, таким образом, чтобы на некоторый период времени ускорить распад.

Признаки ускоренного радиоактивного распада

Если радиоактивный распад длился миллионы, а тем более, миллиарды лет, то диффузия аргона и свинца была недостаточной, в воздухе слишком мало гелия, а в горных породах — слишком много.
Недавние эксперименты группы RATE позволяют сделать вывод, что распад, кажущийся длившимся «полтора миллиона лет», действительно происходил, но на самом деле для него потребовались один или несколько очень коротких периодов времени, имевших место от 4000 до 8000 лет назад. А значит, иллюзия возраста нашей планеты в целом в «4,5 миллиардов лет» тает на глазах и превращается в несколько тысяч лет.
Такой результат получен экстракцией твёрдых, плотных микроскопических кристаллов — цирконов. Бóльшая часть урана и тория в континентальной коре Земли находится в цирконах, часто в виде включений в чешуйках биотита — чёрной слюды. Гелий является продуктом распада урана до свинца. Распад атома урана сопровождается испусканием восьми альфа-частиц — ядер атомов гелия. Каждое из этих ядер быстро захватывает из кристалла по два электрона, и положительный ион становится нейтральным атомом.

Проведённые в Лос-Аламосе измерения количеств урана, тория и свинца показали, что если бы распад происходил с параметрами, наблюдаемыми сейчас, ему бы действительно пришлось занять «полтора миллиарда» лет. Вычислив, сколько гелия накопилось в ходе распада, исследователи затем измерили, сколько его соталось в цирконах. Оказалось, что до 58 % этого элемента не диффундировало из цирконов; процентное соотношение уменьшалось с увеличением глубины и температуры.

В период, когда группа RATE только начинала свою работу, скорости диффузии для цирконов и биотита ещё не были измерены. На основании обнаружения гелия в цирконах доктор ] вычислил скорости диффузии гелия как для креационной, так и для униформистской моделей. Он определил, что отношение между скоростями диффузий для этих моделей составляет примерно сто тысяч раз.

После измерения скоростей диффузии в цирконах оказалось, что с креационной моделью они сопоставимы, а с униформистской — полностью несовместимы. Эти результаты, вместе с фактическим наличием гелия в цирконах, показали, что период, в течение которого шла диффузия, составлял 6000 ± 2000 лет. Этот результат расходится с униформистской моделью в 250000 раз. То есть, на самом деле распад урана никак не мог занять «полтора миллиарда» лет.

Накопить так мало гелия за целых «полтора миллиарда» лет цирконы могли бы лишь в том случае, если бы в течение всего этого периода находились при температуре жидкого азота (-196 градусов Цельсия ниже нуля), что, естественно, противоречит любым предполагаемым сценариям истории Земли.

См. также: Критика данных по распаду гелия, полученных группой RATE

Имеются некоторые свидетельства корреляции между скоростями радиоактивного распада и расстоянием от объекта до Солнца. Джер Дженкинс и др. в Университете Пердью перепроверили необработанные данные различных экспериментов и подтвердили этот вывод.

Время распада радиации в Чернобыле

С выбросом в Чернобыле радиации в окружающую среду попали опасные элементы: йод-131, стронций-90, плутоний-239, цезий-137. Каждый из этих элементов имеет свой период полураспада.

Довольно быстро земля очистилась от йода-131. Для этого оказалось достаточно восемь дней после взрыва на ЧАЭС. Однако уровень радиации в Чернобыле от этого не снизился, а продолжал достигать максимальных значений.

Нужно сказать, что элемент йод-131, оседающий преимущественно в щитовидной железе, представляет собой серьезную опасность для здоровья человека. Особенно это отмечалось среди детского населения.

Говоря об остальных элементах, то периоды распада радиации в Чернобыле продлятся, гораздо дольше, чем у йода-131. Так, например цезий-137 распадается в течение двух лет. Стронцию-90 необходимо около 28 лет, а плутонию-239 еще больше — не менее 6537 лет. Получается, что чернобыльская радиация еще долго не покинет землю, а говорить о том, когда уйдет радиация из Чернобыля, бессмысленно.

Показатели дозиметра в Чернобыле

Вопросы на тему «Радиоактивность»

Вопрос 1. Что такое радиоактивность?

Ответ. Радиоактивностью называют способность некоторых нестабильных атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием частиц. Испускание (или излучение) таких частиц называется радиоактивным излучением.

Вопрос 2. Какие частицы излучаются при превращении ядер?

Ответ. Различают превращения ядер с излучением α (альфа)-частиц, β (бета)-частиц (электронов) и сопровождающихся γ(гамма)-излучением.

Вопрос 3. Когда было открыто явление радиоактивности?

Ответ. Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским физиком Анри Беккерелем.

До Беккереля французский исследователь Ньепс де Сен-Виктор в промежутке между 1856 и 1861 в своих экспериментах предполагал, что соли урана испускают какое-то невидимое для человеческого глаза излучение.Тогда эти сообщения не были восприняты научным сообществом, и первооткрывателем явления принято считать Беккереля. 

Вопрос 4. Что такое атомное ядро?

Ответ. Ядром называется центральная часть атома, в которой сосредоточена практически вся масса атома и его положительный электрический заряд. Все атомные ядра состоят из элементарных частиц: протонов и нейтронов, которые считаются двумя зарядовыми состояниями одной частицы — нуклона. Протон имеет положительный электрический заряд, равный по абсолютной величине заряду электрона. Нейтрон не имеет электрического заряда.

Радий стал популярен и в начале XX века, даже считался полезным и включался в состав многих продуктов питания и бытовых предметов: хлеб, шоколад, питьевая вода, зубная паста, краска для циферблатов наручных часов. Однако впоследствии выяснилось, что радий чрезвычайно радиотоксичен, и использование его было остановлено.

Вопрос 5. Что такое изотопы и изобары?

Ответ. Ядра с одинаковыми Z, но различными А называются изотопами. Ядра, которые при одинаковом А имеют различные Z, называются изобарами.

Нужна помощь в решении задач? Обращайтесь в профессиональный сервис для студентов в любое время!
 

Что такое радиация и как происходит облучение

Для того чтобы обсуждать уровень радиации в Чернобыле сейчас, необходимо разобраться с понятием «радиация» и «ионизация».

Радиацией называют поток частиц, формирующийся при ядерном превращении. Когда эти частицы проникают сквозь вещество, предмет или объект, атомы, из которых они состоят, возбуждаются или ионизируются.

В этот момент атомы распухают и увеличиваются, а если они входят в состав живых организмов, то здесь можно говорить о последующем нарушении некоторых функций. Если ядерные частицы оказывают не возбуждение, а ионизацию, то живая клетка, сквозь которую они проходят, может стать дефектной, поврежденной.

В данном случае актуален пример лучевой болезни, от которой пострадали пожарные и ликвидаторы во время тушения огня на ЧАЭС. Организм здоровых мужчин мгновенно был поражен из-за получения высоких доз радиации.

Чернобыльская АЭС, наши дни