Радіоактивність. Закон радіоактивного розпаду.

 Переглянути презентацію «Радіоактивність» за посиланням https://1drv.ms/p/s!Ak4lTFJFXw91gRT6dPWJvPKaqmgd

ІV. Вивчення нового матеріалу.

1.     Радіоактивність – це здатність ядер деяких хімічних елементів (материнське ядро) довільно перетворюватися на ядра інших елементів (дочірнє ядро) із випромінюванням мікрочастинок. ПриПри цьому деякі ядра випускають тільки α -частинки, інші — β -частинки, треті — і α -, і β -частинки.

2.     Причини радіоактивного розпаду

Було встановлено, що під час радіоактивного випромінювання реалізується мрія алхіміків: випромінювання супроводжується пе­ретворенням одних хімічних елементів на інші.

Намагаючись пояснити явища, що спостерігаються, Е. Резер­форд і його співробітник Ф.Содді висунули гіпотезу, відповідно до якої причиною радіоактивного випромінювання є мимовільний розпад атомів.

З гіпотези Резерфорда й Содді випливало, що кожен атом раді­оактивної речовини — це «сховище» енергії. Під час розпаду атома частина енергії зі «сховища» несеться α- і β-частками і γ-про­менями, а енергія, що залишилася, зберігається в новому атомі, що утворився в результаті розпаду. Стало очевидним, що енергія, що вивільнюється під час радіоактивного розпаду, міститься не просто в атомах, а в атомних ядрах.

3.     Період напіврозпаду

Резерфорд, досліджуючи перетворення радіоактивних речо­вин, установив дослідним шляхом, що їхня активність зменшуєть­ся з часом. Так, активність радону зменшується вдвічі вже за 1 хв.

Для кожної радіоактивної речовини існує визначений інтервал часу, протягом якого активність зменшується вдвічі.

Період напіврозпаду Т — це час, протягом якого розпадається половина наявного числа радіоактивних атомів.

Наприклад, для ядра радію 226  (Ra) період напіврозпаду складає близько 1600 років. Отже, якщо взяти 1 г радію, то через 1600 років його буде 0,5 г, а через 3200 років — 0,25 г. Таким чином, вихідна кіль­кість радію повинна перетворитися на нуль через нескінченний проміжок часу.

У різних речовин період напіврозпаду дуже різний: від міль­йонних часток секунди до мільярдів років. Чим менше період на­піврозпаду, тим активніше протікає розпад.

Радіоактивна речовина	Період напіврозпаду	Радіоактивна речовина	Період напіврозпаду
Полоній	3 · 10-7 с	Стронцій	27 років
Радон	52 с	Радій	1622 роки
Каліфорній	55 діб	Уран	4,5 · 109 років
Кобальт	5,26 року	Торій	1,4 · 1010 років

З таблиці видно, що активність полонію зменшується вдвічі майже миттєво, стронцію — за 27 років, а активність радію, урану і торію не змінюється протягом людського життя.

3.  Закон радіоактивного розпаду

Нехай число радіоактивних атомів у початковий момент часу (t =0) дорівнює N₀. Через час t₁ = Т число ядер, що не розпалися, дорівнює, через t₂ = 2Т залишиться, через t₃ = 3Т таких ядер виявитьсяі т. ін. Отже, наприкінці проміжку часу t = nT ядер, що не розпалися, залишиться. Оскільки , то закон радіоактивного розпаду набуває вигляду:

За цією формулою знаходять число атомів, що не розпалися, у будь-який момент часу. Період напіврозпаду — стала величина, що не може бути змінена такими доступними впливами, як охоло­дження, нагрівання, тиск тощо.

Закон розпаду атомів не є законом, що керує розпадом одного атома, тому що не можна вгадати, коли відбудеться цей розпад.

Розпад атома не залежить від його віку, тобто атоми «не старі­ють».

Розпад будь-якого атомного ядра — це, так би мовити, не «смерть від старості», а «нещасливий випадок» у його житті. Для радіоак­тивних атомів не існує поняття віку. Можна визначити лише серед­ню тривалість життя τ.

Середня тривалість життя — це просто середнє арифметичне тривалості життя досить великої кількості атомів даного виду. Пе­редбачити, коли відбудеться розпад даного атома, неможливо. За­кон радіоактивного розпаду визначає середнє число атомів, що роз­падаються за певний інтервал часу. Закон радіоактивного розпаду є статистичним законом.

Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу

1.Чим відрізняються радіоактивні атоми від нерадіоактивних?

2. Яка причина радіоактивного розпаду?

3. Що розуміють під періодом напіврозпаду?

4. Чи існує вік у радіоактивних атомів?

V. Закріплення вивченого матеріалу

1.  Якісні питання

1.   Чому не визначають час повного розпаду всіх ядер?

2.   Чи правильним є твердження, що чим довше існує атом, тим більше ймовірність його розпаду?

3.   Лічильник реєструє β-частки радіоактивного препарату. Чи спрацьовує лічильник через однакові інтервали часу?

2.   Навчаємося розв'язувати задачі

1.   Дві різні речовини містять однакове число N радіоактивних ато­мів. Період напіврозпаду першої з них 1 рік, другої — 4 роки. Яка з речовин більш активна?

2.   Існує певна кількість радіоактивного ізотопу срібла. Маса ра­діоактивного срібла зменшилася у 8 разів за 810 діб. Визначте період напіврозпаду радіоактивного срібла.

3.   Скільки за масою радіоактивної речовини залишиться через три доби, якщо спочатку її було 100 г? Період напіврозпаду ре­човини дорівнює дві доби. (Відповідь: 35,4 г.)

VI. Висновки урока.

Період напіврозпаду Т — це час, протягом якого розпадається половина наявного числа радіоактивних атомів.

Закон радіоактивного розпаду:

Розпад атома не залежить від його віку, тобто атоми «не ста­ріють».

Домашнє завдання

Опрацювати конспект уроку; виконати домашнє завдання з презентації.