Альфа распад правила смещения

Главная / Альфа распад правила смещения

Альфа- бета- и гамма- распады

Ядра большинства атомов – это довольно устойчивые образования. Однако ядра атомов радиоактивных веществ в процессе радиоактивного распада самопроизвольно превращаются в ядра атомов других веществ. Так в 1903 году Резерфорд обнаружил, что помещенный в сосуд радий через некоторое время превратился в радон. А в сосуде дополнительно появился гелий: (88^226)Ra→(86^222)Rn+(2^4)He. Чтобы понимать смысл написанного выражения, изучите тему о массовом и зарядовом числе ядра атома.

Удалось установить, что основные виды радиоактивного распада: альфа и бета-распад происходят согласно следующему правилу смещения:

Альфа-распад

При альфа-распаде излучается α-частица (ядро атома гелия). Из вещества с количеством протонов Z и нейтронов N в атомном ядре оно превращается в вещество с количеством протонов Z-2 и количеством нейтронов N-2 и, соответственно, атомной массой А-4: (Z^A)X→(Z-2^(A-4))Y +(2^4)He. То есть происходит смещение образовавшегося элемента на две клетки назад в периодической системе.

Пример α-распада: (92^238)U→(90^234)Th+(2^4)He.

Альфа-распад – это внутриядерный процесс. В составе тяжелого ядра за счет сложной картины сочетания ядерных и электростатических сил образуется самостоятельная α-частица, которая выталкивается кулоновскими силами гораздо активнее остальных нуклонов. При определенных условиях она может преодолеть силы ядерного взаимодействия и вылететь из ядра.

Бета-распад

При бета-распаде излучается электрон (β-частица). В результате распада одного нейтрона на протон, электрон и антинейтрино, состав ядра увеличивается на один протон, а электрон и антинейтрино излучаются вовне: (Z^A)X→(Z+1^A)Y+(-1^0)e+(0^0)v. Соответственно, образовавшийся элемент смещается в периодической системе на одну клетку вперед.

Пример β-распада: (19^40)K→(20^40)Ca+(-1^0)e+(0^0)v.

Бета-распад – это внутринуклонный процесс. Превращение претерпевает нейтрон. Существует также бета-плюс-распад или позитронный бета-распад. При позитронном распаде ядро испускает позитрон и нейтрино, а элемент смещается при этом на одну клетку назад по периодической таблице. Позитронный бета-распад обычно сопровождается электронным захватом.

Гамма-распад

Кроме альфа и бета-распада существует также гамма-распад. Гамма-распад – это излучение гамма-квантов ядрами в возбужденном состоянии, при котором они обладают большой по сравнению с невозбужденным состоянием энергией. В возбужденное состояние ядра могут приходить при ядерных реакциях либо при радиоактивных распадах других ядер. Большинство возбужденных состояний ядер имеют очень непродолжительное время жизни – менее наносекунды.

Также существуют распады с эмиссией нейтрона, протона, кластерная радиоактивность и некоторые другие, очень редкие виды распадов. Но превалирующие виды радиоактивности это альфа, бета и гамма-распад.

www.nado5.ru

Правила смещения

«Отыщи всему начало и ты многое поймешь.» Козьма Прудков

— углубить знания учащихся о структуре атома;

— сформировать представление о радиоактивности, физической природе альфа, бета, гамма-излучений;

— научить определять состав атома;

— рассмотреть состав, строение атома.

— способствовать формированию умения анализировать, сравнивать, обобщать факты, убежденности в знаниях в процессе применения полученных знаний в различных ситуациях при решении задач.

— отработать навыки определения состава атома, состава ядра атома по периодической системе элементов.

— продолжить развитие навыков работы с опроным конспектом, таблицами и схемами.

— развивать составление акцентированного конспекта, умение выделять главное, систематизировать материал, умение характеризовать состав и строение атома.

— реализовывать элементы программ развития мышления, внимания, мотивации.

— продолжить формирование основ диалектико-материалистического мировоззрения учащихся.

— развивать познавательный интерес к предмету.

— показать значение опытных фактов в формировании физической и химической культуры;

— формирование взаимопомощи, доброжелательного отношения к друг другу, умения выслушать других при работе в классе и группе.

1. Проверить ранее изученный материал.

2. Развивать речь и мышление учащихся.

3. Развивать умение анализировать, контролировать и контролировать собственную деятельность в рамках заданного времени.

4. Знать процессы альфа, бета, гамма-распада.

5. Усвоить правила смещения.

компьютер, интерактивная доска, дидактический материал, диски «Интерактивный курс. Физика 7-11»

2. Вступительное слово учителя.

1. Что такое материя? Какие виды материи вы знаете?

2. Вспомните строение ядра. (работа на инт.доске)

3. Заполнить таблицу.

Радиоактивность была открыта в 1896 году французским физиком А. Беккерелем. Он занимался исследованием связи люминесценции и недавно открытых рентгеновских лучей. Беккерелю пришла в голову мысль: не сопровождается ли всякая люминесценция рентгеновскими лучами? Для проверки своей догадки он взял несколько соединений, в том числе одну из солей урана, фосфоресцирующую жёлто-зелёным светом. Осветив её солнечным светом, он завернул соль в чёрную бумагу и положил в тёмном шкафу на фотопластинку, тоже завёрнутую в чёрную бумагу. Через некоторое время, проявив пластинку, Беккерель действительно увидел изображение куска соли. Через некоторое время в лаборатории Беккереля была случайно проявлена пластинка, на которой лежала урановая соль, не облучённая солнечным светом. Тогда Беккерель стал испытывать разные соединения и минералы урана (в том числе не проявляющие фосфоресценции), а также металлический уран. Пластинка неизменно засвечивалась. Поместив между солью и пластинкой металлический крестик, Беккерель получил слабые контуры крестика на пластинке. Тогда стало ясно, что открыты новые лучи, проходящие сквозь непрозрачные предметы, но не являющиеся рентгеновскими. Своим открытием Беккерель делится с учёными, с которыми он сотрудничал. В 1898 г. Мария Кюри и Пьер Кюри обнаружили радиоактивность тория, позднее ими были открыты радиоактивные элементы полоний и радий. Они выяснили, что свойством естественной радиоактивности обладают все соединения урана и в наибольшей степени сам уран. Беккерель же вернулся к интересующим его люминофорам. Правда, он сделал ещё одно крупное открытие, относящееся к радиоактивности. Однажды для публичной лекции Беккерелю понадобилось радиоактивное вещество, он взял его у супругов Кюри и положил пробирку в жилетный карман. Прочтя лекцию, он вернул радиоактивный препарат владельцам, а на следующий день обнаружил на теле под жилетным карманом покраснение кожи в форме пробирки. Так впервые было открыто биологическое действие радиоактивности. В 1955 г. были обследованы записные книжки Марии Кюри. Они до сих пор излучают, благодаря радиоактивному загрязнению, внесённому при их заполнении. На одном из листков сохранился радиоактивный отпечаток пальца Пьера Кюри. Э. Резерфорд экспериментально установил (1899), что соли урана испускают лучи трёх типов, которые по-разному отклоняются в магнитном поле: • лучи первого типа отклоняются так же, как поток положительно заряженных частиц; их назвали α-лучами; • лучи второго типа обычно отклоняются в магнитном поле так же, как поток отрицательно заряженных частиц, их назвали β-лучами (существуют, однако, позитронные бета-лучи, отклоняющиеся в противоположную сторону); • лучи третьего типа, которые не отклоняются магнитным полем, назвали γ-излучением. Хотя в ходе исследований были обнаружены и другие типы частиц, испускающихся при радиоактивном распаде, перечисленные названия сохранились до сих пор, поскольку соответствующие типы распадов наиболее распространены.

5. Ответьте на вопросы:

— Что представляют собой альфа лучи?

— Что представляют собой бета лучи?

— Что представляют собой гамма лучи?

— Что такое радиоактивность?

Альфа-распад Альфа-распадом называют самопроизвольный распад атомного ядра на дочернее ядро и α-частицу (ядро атома 4He). Альфа-распад, как правило, происходит в тяжёлых ядрах с массовым числом А ≥ 140 (хотя есть несколько исключений). Правило смещения Содди для α-распада:

Пример (альфа-распад урана-238 в торий-234):

В результате α-распада атом смещается на 2 клетки к началу таблицы Менделеева (то есть заряд ядра Z уменьшается на 2), массовое число дочернего ядра уменьшается на 4.

Бета-распад Правило смещения Содди для β−-распада:

Пример (бета-распад трития в гелий-3):

После β−-распада элемент смещается на 1 клетку к концу таблицы Менделеева (заряд ядра увеличивается на единицу), тогда как массовое число ядра при этом не меняется.

1. Написать реакции альфа и бета распадов для магния-22, натрия-22, урана — 235, радия — 226, свинца — 209, плутония -239.

2. Лабораторная работа «Правила смещения»

1. Назовите типы ядерных реакций.

2. Назовите причины ядерных превращений.

3. Назовите изменения, происходящие в ядрах.

4. Напишите уравнения ядерных реакций.

5. Укажите все частицы, появляющиеся в результате реакций.

Действие радиоактивного излучения

Источники радиации, воздействие излучения на организм.

primwiki.ru

Правило смещения

Вопрос 1. Как направлено магнитное поле на рисунке 33?

Поскольку a-частицы имеют большой электрический заряд, они сильно взаимодействуют с веществом. В жидкости или в твердом теле проходят малые расстояния. При попадании на живую ткань вызывают сильные ожоги. Большей проникающей способностью обладает bизлуче­ние. Фотоны нейтральны. Их проникающая способность значительно превосходит проникающую способность a-излучения и bизлучения. От g-из­лучения трудно защититься.

Вопрос 2. Приведенные выше аргументы в определенной степени объясняют, почему фотоны с энергией в несколько КэВ или МэВ могут пройти через защиту толщиной в несколько десятков сантиметров. Как тогда объяснить, что фотоны видимого света почти не проходят даже через лист бумаги?

2.2 Реакции распада

a-распад. При a-распаде массовое число ядра уменьшается на 4, а заряд уменьшается на 2e. В результате могут получаться как стабильные, так и нестабильные (радиоактивные) ядра.

Примеры: Астат радиоактивен; t»0,02 с. Радий bрадиоактивен; t»6,7 лет.

b-распад. При bраспаде массовое число ядра остается неизменным, а заряд увеличивается, если излучается электрон, или уменьшается, если излучается позитрон. bизлучение может проникнуть через миллиметровый лист металла.

Примеры. Актиний радиоактивен с t » 6,1 года.
Азот стабилен.

g-излучение. Рентгеновские фотоны излучаются возбужденными ядрами. Состав ядра при этом не изменяется. Излучение аналогично излучению возбужденными атомами.

Пример. Изотоп кобальта радиоактивен. Он испытывает позитронный bраспад: Получающееся ядро железа находится в возбужденном состоянии. При переходе ядра в основное состояние излучается фотон с энергией около 14 КэВ.

2.3 Правило смещения

Процессы распада, или любые другие взаимодействия в субатомном мире происходят так, что законы сохранения не нарушаются. Правила смещения являются следствием действия законов сохранения электрического заряда и барионного заряда. Правило смещения при a-распаде состоит в том, что происходит превращение одного элемента в другой — перемещение по таблице Менделеева. По таблице Менделеева, происходит смещение на два номера к началу таблицы. Это результат действия закона сохранения заряда. При a-распаде действует еще один закон, — закон сохранения барионного заряда. Барионный заряд ядра — это просто число нуклонов, входящих в его состав. Он определяет массу ядра. Массовое число при распаде уменьшается на 4 единицы.

При электронном b-распаде закон сохранения заряда требует, чтобы происходило смещение на один номер к концу таблицы Менделеева, а при позитронном b-распаде — на один номер к началу таблицы. Так как барионный заряд ядра при этом остается неизменным, массовое число не изменяется.

При излучении возбужденными ядрами фотонов смещения не происходит.

Задание. Используя правила смещения, допишите следующие ядерные реакции используемых для получения не существующих в естественных условиях изотопов:

3. Закон радиоактивного распада

3.1 Период полураспада

Когда были получены искусственные радиоактивные изотопы с малыми временами жизни, заметили, что со временем интенсивность радиоактивного излучения уменьшается. Исследования показали, что уменьшение интенсивности излучения является следствием того, что уменьшается число распадающихся ядер. Был установлен общий для всех распадов закон — интенсивность излучения пропорциональна количеству еще нераспавшихся ядер. Этот факт позволяет получить временной закон убывания числа еще нераспавшихся ядер и, соответственно. интенсивности радиоактивного излучения.

Из факта пропорциональности интенсивности излучения числу нераспавшихся ядер вытекает экспериментально подтверждаемое следствие. Допустим, имелось первоначально N0 радиоактивных ядер. В результате распадов через время T их количество уменьшилось вдвое. Закон состоит в том, что новое число радиоактивных ядер N уменьшается вдвое также за время T. Уменьшение вдвое любого числа нераспавшихся ядер данного сорта происходит за одно и то же время T. Это время называется периодом полураспада.

Пусть первоначальное число радиоактивных ядер N0. Построим последовательность чисел выживших ядер
N0 при t=0; N0/2 при t=T; N0/4 при t=2T; N0/8 при t=3T; ×××××
N0/2n при t=nT. Эта последовательность подсказывает следующий закон убывания числа нераспавшихся ядер:
(1)
Закон (1) можно представить еще в одном, наиболее часто употребляющемся виде. Заметим, что , поэтому левую часть уравнения (1) можно записать в виде
(2)
Величина равна среднему времени жизни ядра в нераспавшемся состоянии. Этот же закон управляет и распадом возбужденных состояний атома.

То, что интенсивность распада за равные промежутки времени уменьшается в равное число раз, говорит о равной вероятности распада ядра в равные малые промежутки времени вне зависимости от того, сколько ядро уже прожило. “Ядра не стареют”. Сколько бы они не прожили — вероятность распада в последующий малый интервал времени остается одной и той же. Из этого обстоятельства можно было бы вывести закон (2).

Дополнительный материал. Пусть в начальный момент времени было N0 радиоактивных ядер. Определим их число в момент времени t. Разобьем интервал (0, t) на равные малые промежутки времени длительности Dt. Если вероятность распада в любой промежуток времени одна и та же, то, если перед началом временного интервала было N молекул, то за время Dt их число уменьшится на DN=-NlDt, где l — постоянная, характеризующая скорость распада данных ядер. Для каждого промежутка времени можно записать
N0-N1=N0lDt;
N
1-N2=N1lDt;
N
2-N3=N2lDt;
×××××
N
n-1-Nn=Nn-1lDt.
Поделим обе части первого уравнения на N0, второго на N1, и т. д. Тогда система уравнений может быть переписана так:
N1/N0=1lDt;
N2/N1=1lDt;
N3/N2=1lDt;
×××××
Nn/Nn-1=1lDt.
Перемножим почленно все уравнения, тогда получим
(3)
Заметим, что Dt=t/n, поэтому уравнение (3) можно записать так
(4)
Если сделать замену переменных -n/lt=m, то уравнение (4) принимает вид
(5)
Нас, конечно, интересует значение правой части уравнения (5) при Если с помощью калькулятора вычислить несколько значений выражения при m=4, 8, 16, 32, 64, 128 и т. д., то можно заметить, что получающаяся последовательность значений этого выражения — 2,4414; 2,5658; 2,6379; 2,6770; 2,6973; 2,7077 стремится к некоторому пределу. Этот предел равен основанию натурального логарифма — e. Таким образом, уравнение (5) приобретает вид
N(t)=N0elt. (6)
Сравнивая (6) с выражением (2), можно сделать вывод, что скорость распада l связана с периодом полураспада и со средним временем жизни соотношением
(7)

fiziku5.ru

Альфа распад правила смещения

(A,Z) → (A−4, Z−2) + 4 He.

Периоды полураспада известных α-радиоактивных ядер варьируются в широких пределах. Так, изотоп вольфрама 182 W имеет период полураспада T1/2 > 8.3·10 18 лет, а изотоп протактиния 219 Pa имеет T1/2 = 5.3·10 -8 c

При альфа — распаде одного химического элемента образуется в другой элемент, который расположен в таблице Менделеева на две клетки ближе к началу, чем исходный.

Га́мма-излуче́ние (гамма-лучи, γ-лучи) — вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны — −3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами.

Гамма-квантами являются фотоны с высокой энергией. Считается, что энергии квантов гамма-излучения превышают 10 5 эВ, хотя резкая граница между гамма- и рентгеновским излучением не определена. На шкале электромагнитных волн гамма-излучение граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот и энергий. В области 1-100 кэВ гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению; если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке — к рентгеновскому излучению. С точки зрения физики, кванты электромагнитного излучения с одинаковой энергией не отличаются, поэтому такое разделение условно.

Гамма-излучение испускается при переходах между возбуждёнными состояниями атомных ядер (см. Изомерный переход, энергии таких гамма-квантов лежат в диапазоне от

1 кэВ до десятков МэВ), при ядерных реакциях (например, при аннигиляции электрона и позитрона, распаде нейтрального пиона и т.д.), а также при отклонении энергичных заряженных частиц в магнитных и электрических полях

37. Β- превращения, правила смещения при β-превращениях.

Бе́та-распа́д — тип радиоактивного распада, обусловленного слабым взаимодействием и изменяющего заряд ядра на единицу. При этом ядро может излучать бета-частицу (электрон или позитрон). В случае испускания электрона он называется «бета-минус» (), а в случае испускания позитрона — «бета-плюс-распадом» (). Кроме и -распадов, к бета-распадам относят также электронный захват, когда ядро захватывает атомный электрон. Во всех типах бета-распада ядро излучает электронное нейтрино (-распад, электронный захват) или антинейтрино (-распад)

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

38. Ядерные реакции. Деление ядер. Цепные реакции.

Ядерная реакция – это процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры ядра и выделением вторичных частиц или γ-квантов. В результате ядерных реакций могут образовываться новые радиоактивные изотопы, которых нет на Земле в естественных условиях. Первая ядерная реакция была осуществлена Э. Резерфордом в 1919 году в опытах по обнаружению протонов в продуктах распада ядер

ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР — процесс, при к-ром из одного атомного ядра возникают 2 (реже 3) ядра — осколка, близких по массе. Этот процесс энергетически выгоден для всех -стабильных ядер с массовым числом А>100.

Цепная реакция — химическая и ядерная реакция, в которой появление активной частицы (свободного радикала или атома в химическом, нейтрона в ядерном процессе) вызывает большое число (цепь) последовательных превращений неактивных молекул или ядер. Свободные радикалы и многие атомы, в отличие от молекул, обладают свободными ненасыщенными валентностями (непарным электроном), что приводит к их взаимодействию с исходными молекулами. При столкновении свободного радикала (R • ) с молекулой происходит разрыв одной из валентных связей последней и, таким образом, в результате реакции образуется новый свободный радикал, который, в свою очередь, реагирует с другой молекулой — происходит цепная реакция.

К цепным реакциям в химии относятся процессы окисления (горение, взрыв), крекинга, полимеризации и другие, широко применяющиеся в химической и нефтяной промышленности.

В ядерной цепной реакции (которая была так названа по аналогии с химической) активными частицами являются нейтроны, которые инициируют один из видов ядерной реакции —деление ядер. Цепная ядерная реакция является основой для ядерной энергетики и ядерного оружия.

studfiles.net

Альфа- и бета-распад. Правило смещения

1. При α-распаде массовое число ядра

2. При α-распаде зарядовое число ядер

1) уменьшается на 2 единицы
2) уменьшается на 4 единицы
3) увеличивается на 2 единицы
4) увеличивается на 4 единицы

3. Элемент испытал α-распад. Какой заряд и массовое число будет у нового элемента Y?

4. Ядро тория испытывает α-распад, при этом образуется элемент X. Этот элемент можно обозначить как

5. Изотоп ксенона после спонтанного α-распада превратился в изотоп

6. При β-распаде массовое число ядер

7. При β-распаде ядра его зарядовое число

1) уменьшается на 1 единицу
2) не изменяется
3) увеличивается на 1 единицу
4) увеличивается на 2 единицы

8. Какой порядковый номер в таблице Менделеева имеет элемент, который образуется в результате β-распада ядра элемента с порядковым номером Z?

9. Ядро висмута испытывает β-распад, при этом образуется элемент X. Этот элемент можно обозначить как

10. Выберите правильностью) утверждение(-я).

А: в результате α-распада изменяется массовое и зарядовое число
Б: в результате β-распада изменяется только зарядовое число

www.xn--24-6kct3an.xn--p1ai

Смотрите так же:

  • Как оформить учредителя и директора в одном лице В ООО имеется один учредитель, он же является директором. Необходимо ли составлять должностную инструкцию директора и заключать с ним трудовой договор? По данному вопросу мы придерживаемся следующей позиции: Трудовой договор с руководителем организации заключается и в том случае, когда […]
  • Что входит в пенсию по инвалидности 2 группы Разбираемся, каким должен быть размер минимальной пенсии инвалида 2 группы Сейчас государство разными способами производит помощь социально незащищенным слоям населения. Отдельную заботу проявляют по отношению к инвалидам. В этой статье рассматривается, какой наименьший возможный размер […]
  • Адвокат маркарьян Рубен Валерьевич Маркарьян Маркарьян, Рубен Валерьевич Медаль Министерства внутренних дел РФ "За боевое содружество", Приказ №1756л/с от 19.12.2011 Серебряная медаль ФСИН РФ "За вклад в развитие УИС РФ", Приказ №917-м от 14.10.2008 Почетный знак Губернатора Московской области "За […]
  • Постановление суда на заключение под стражу Постановление суда на заключение под стражу П О С Т А Н О В Л Е Н И Е об избрании меры пресечения в виде заключения под стражу г. Петропавловск-Камчатский 4 сентября 2010 года Судья Петропавловск-Камчатского городского суда Камчатского края Л.Г.Крамаренко, с участием помощника […]
  • Rzd возврат Возврат электронных билетов на сайте ОАО "РЖД" Совершая возврат электронных билетов, вы соглашаетесь со всеми ниже перечисленными условиями. Возврат возможен как целого заказа, так и конкретного электронного билета из заказа. Возврат проездных документов, оформленных для проезда в […]
  • Снт закон 99 ПЕРЕХОД СНТ в ТСН НЕ ПРАВО, А ОБЯЗАННОСТЬ. ПРОЦЕДУРА. Страницы 1 Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться Сообщений 1 1 Тема от admin 2017-03-25 14:09:27 admin Administrator Неактивен Тема: ПЕРЕХОД СНТ в ТСН НЕ ПРАВО, А ОБЯЗАННОСТЬ. ПРОЦЕДУРА. Вопрос […]
  • 100 000 из материнского капитала Региональный материнский капитал в Томске и Томской области в 2018 году Региональный материнский капитал в Томской области учрежден Законом Томской области от 7.10.2011 г. N 238-ОЗ "О внесении изменений в отдельные законодательные акты Томской области по вопросам предоставления мер […]
  • Куда подавать на развод спб Куда подавать на развод спб Куда подавать заявление на развод? Когда распадается семья и вчерашние супруги понимают, что развод неминуем, возникает вопросы - куда подавать заявление на развод? Как подать заявление на развод? Где подать заявление на развод? Разберем ситуации где, куда и […]