Radioaktivita,radioaktivní rozpad = samovolná přeměna jader nestabilních nuklidů na jiná jádra, za současného vyzáření neviditelného radioaktivního záření Žlutý obrázek - Mezinárodní výstražný symbol, označující radioaktivní materiál. Červený obrázek - Nový doplňkový výstražný symbol ionizujícího záření schválený dne 15. února 2007, klasický žluto-černý symbol radioaktivity nahrazuje jen v určitých případech. Výskyt v přírodě •v přírodě se vyskytuje 264 stabilních a asi 50 nestabilních nuklidů •poměr neutronů N protonů Z – rozhoduje o stabilitě, nestabilitě nuklidu • •při těchto přeměnách se uvolňuje energie • • X→ Y + n částic • Závislost počtu neutronů v jádrech přírodních nuklidů na počtu protonů se nazývá „řeka stability“ Řeka stability Radioaktivita •Přirozená radioaktivita – vlastností nestabilních prvků vyskytujících se v přírodě • •Umělá radioaktivita – samovolný rozpad uměle připravených nuklidů, které se v přírodě nevyskytují, tyto nuklidy je možné připravit ve speciálních laboratořích ostřelováním stabilních jader částicemi alfa, neutrony apod. Jaderné záření •existují tři základní druhy tohoto záření: •alfa – α •beta – β •gama – γ • •A. H. Becquerel – objevil existenci přeměn nestabilních prvků v solích uranu (1896) •M. Curie-Skłodovská – jako první se zabývala • radioaktivním zářením (1898) • 1896 Existenci přeměn nestabilních prvků objevil jako první v roce 1896 francouzský vědec Antoine Henri Becquerel v solích uranu. Radioaktivním zářením se jako první zabývala Polka Marie Curie-Skłodovská Záření α •je tvořeno částicemi α, kladně nabitá jádra helia složení ze 2 protonů a 2 neutronů, která se uvolní z jádra tzv. alfa-zářiče (např. 238U) • •uvolněná částice se pohybuje směrem od •jádra a naráží na další molekuly •nejslabší záření, velmi malý •dosah a zachytí ho i papír nebo •tenká hliníková folie • • Radioaktivní rozpady – přeměna α •je typický pro přeměny jader těžkých prvků • •z jádra se vymrští částice obsahující dva protony a dva neutrony, takže vzniká prvek, který se v periodické tabulce prvků nachází o dvě místa vlevo před původním prvkem Záření β •dělí se na β+ a β- • •Záření β- - tvořeno proudem záporně nabitých elektronů •Záření β+ - tvořeno kladně •nabitými pozitrony •větší pronikavost než záření α • Radioaktivní rozpady – přeměna β- •záření β- - tvořené proudem elektronů •přeměna β- - je typická pro jádra nuklidů vybočující z řeky stability počten neutronů (např. ) • • •vzniklé jádro rozpadem β- má o proton více, než původní prvek, je proto umístěno o jedno místo vpravo v periodické soustavě prvků • V tomto případě se některý z neutronů může změnit na elektron a proton, který zůstává v jádře, elektron přitom jádro opouští Radioaktivní rozpady – přeměna β+ •pokud má jádro některého prvku relativní přebytek protonů, může se některý z nich změnit na neutron a pozitron • • •pozitron poté opustí jádro a zaniká po střetu s elektronem za vzniku dvou fotonů gama záření • Záření γ •je elektromagnetické záření s velmi krátkou vlnovou délkou a vysokou energií •svými vlastnostmi se podobá rentgenovému záření a často se využívá k podobným účelům •často vzniká spolu s α či β zářením •je mnohem pronikavější, 1,3 cm silná vrstva olova zastaví cca 50% gama záření •nemá žádný náboj Gama záření je sice méně ionizující než předchozí dvě, přesto je pro člověka a ostatní živé organismy velmi nebezpečné. Půspbí podobně jako záření rentgenové - způsobuje popáleniny, rakovinu, nebo genové mutace. Těchnto účinků využívají jaderné zbraně, což jsou jedny z nejobávanějších a hlavně nejznámějších zbraní hromadného ničení. http://cz7asm.wz.cz/fyz/index.php?page=zargam Poločas rozpadu •= je doba (časový interval), za kterou se rozpadne polovina přítomných jader radioaktivního nuklidu •je závislý na původním množství radioaktivní látky (není ovlivnitelný teplotou, tlakem) •jsou rozdílné u jednotlivých nuklidů • – krátký • – nejdelší 13,9 miliardy let • – 4,5 miliardy let • – 710 milionů let základ radioaktivní řady Radioaktivní řady •= jsou posloupnosti těžkých prvků •některé prvky se rozpadají na další nestabilní izotopy, které se dále opět rozpadají, tak vnikají posloupnosti rozpadu neboli rozpadové řady •kromě neptuniové začínají relativně stabilním prvkem, který má poločas rozpadu nad půl miliardy let • •uran-radiová •thoriová •aktinová •neptuniová radioaktivní řada – končící stabilním nuklidem olova Uran - radiová řada Rozpadová řada Th Využití radioaktivity •radioaktivita prvků je již od svého objevení využívána jak pro praktické a pozitivní účely, tak k ničení a zabíjení • -radiouhlíková metoda -jaderné elektrárny (1. elektrárna SSSR, Obninsk, 1954) -termonukleární zbraně (zbraně založené na slučování jader lehkých prvků) -jaderné zbraně (Hirošima, Nagasaki, 1945) -lékařství • Jaderná bomba byla poprvé vyvinuta ve Spojených státech v rámci vojenského projektu Manhattan, který probíhal v laboratořích v Los Alamosza vedení Roberta Jacoba Oppenheimera. Výsledkem projektu byl první pokusný jaderný výbuch, který proběhl 16. července 1945 v pouštiWhite Sands poblíž města Alamogordo. Další vyrobené bomby Little Boy a Fat Man byly o několik týdnů později svrženy z bombardérů B-29 na japonská města Hirošimu a Nagasaki. Letoun B-29 Enola Gay svrhl 6. srpna 1945 v 8.16 na Hirošimu uranovou jadernou pumu s ekvivalentem mezi 13 a 18 kilotunami TNT. Letoun B-29 Bock's Car svrhl 9. srpna 1945 v 11:02 plutoniovou bombu na Nagasaki. Obě pumy zabily okamžitě zhruba 130 000 lidí a dalších 100 000 umíralo na následky výbuchu v dalších letech. Jaderné zbraně byly v historii použity pouze dvakrát a to roku 1945 při bombardování Hirošimy a Nagasaki, čímž se lidstvo ocitlo v tzv. atomovém věku. Řetězová jaderná reakce Shrnutí •přirozená/umělá radioaktivita •záření α - z jádra se vymrští částice obsahující dva protony a dva neutrony •záření β - β+ a β- , záření β- - tvořeno proudem záporně nabitých elektronů, záření β+ - tvořeno kladně nabitými pozitrony •záření γ – elektromagnetické, často vzniká spolu s α či β zářením • • Děkuji za pozornost Čerpané informace •A.Mareček, J. Honza, Chemie pro čtyřletá gymnázia, 1.díl, Nakl. Olomouc, 1998 •http://radioaktivita.yc.cz/index.php?link=radioaktivita.php 3.4.2012 •http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Uranova_rada.svg 3.4.2012 •http://cs.wikipedia.org/wiki/Jadern%C3%A1_elektr%C3%A1rna 3.4.2012 •http://cs.wikipedia.org/wiki/Atomov%C3%A9_j%C3%A1dro 17.4.2012 •http://atomovejadro.wz.cz/stranky/vlastnosti_1.html 17.4.2012 •http://chem.2forum.biz/t17-periodicka-tabulka-prvku 18.4.2012