Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski informatyka +

Waldemar Czapski Krzysztof Sauter NATURALNE REAKCJE JĄDROWE część I Liceum Ogólnokształcące im. Gen. Mariusza Zaruskiego w Węgorzewie Waldemar Czapski Krzysztof Sauter informatyka +

Układ treści zajęć Ogólne wiadomości o naturalnych reakcjach jądrowych. Podstawowe naturalne rozpady promieniotwórcze. Zastosowanie izotopów promieniotwórczych.

1. Ogólne wiadomości o naturalnych reakcjach jądrowych Jądra atomowe niektórych izotopów ulegają samoistnym przemianom w jądra innych izotopów lub pierwiastków. Przemianom tym towarzyszy emisja cząstek oraz kwantów promieniowania elektromagnetycznego. Samoistne przemiany jąder atomowych (inaczej rozpady promieniotwórcze) nazywamy naturalnymi reakcjami jądrowymi, a izotopy, które ulegają takim reakcjom nazywamy izotopami promieniotwórczymi lub radioaktywnymi. Naturalne rozpady promieniotwórcze mają charakter statystyczny tzn. nie można przewidzieć kiedy rozpadnie się dane jądro atomowe, można natomiast przewidzieć ile czasu będzie trwał rozpad jąder izotopu tworzącego próbkę makroskopową (prawo rozpadu promieniotwórczego będzie omawiane w części II). Cząstki wyrzucane z jąder podczas rozpadów promieniotwórczych tworzą promieniowanie jądrowe. Naturalne reakcje jądrowe dzielimy na różne typy, których nazwy związane są z nazwami cząstek emitowanych podczas rozpadów promieniotwórczych. Wyróżniamy trzy podstawowe naturalne przemiany jądrowe ,  i . Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza.

2. Podstawowe naturalne rozpady promieniotwórcze A) Rozpad i promieniowanie . Rozpadem  nazywamy taką przemianę podczas, której jądro atomowe przekształca się w jądro innego pierwiastka emitując cząstkę promieniowania . Promieniowanie  jest to strumień jąder helu . Oznacza to, że cząstka  zbudowana jest z dwóch protonów (posiada ładunek elektryczny dodatni) oraz dwóch neutronów. Własności promieniowania  - jest to promieniowanie jonizujące posiadające największą zdolność jonizującą spośród typowych rodzajów promieniowania (cząstka  wytwarza na swej drodze w absorbencie średnio 20000 par jonów na cm), - wywołuje luminescencję wielu substancji, zaczernia klisze fotograficzne, - przenikliwość tego promieniowania jest bardzo mała (średni zasięg cząstki  w powietrzu wynosi kilka centymetrów), jest dobrze pochłaniane przez materię, - promieniowanie  dobrze oddziałuje z polami elektrycznymi i magnetycznymi (ze względu na ładunek elektryczny cząstek), - z biologicznego punktu widzenia jest to promieniowanie bardzo szkodliwe, posiada jednak niewielką skuteczność (ze względu na małą przenikliwość). Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza. 5 5

Podstawowe naturalne reakcje rozpadu cd. Przykłady izotopów -promieniotwórczych. Przykładowe reakcje rozpadów . Ogólny schemat rozpadu  Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza. 6 6

Podstawowe naturalne reakcje rozpadu cd. B) Rozpad i promieniowanie  Rozpadem  nazywamy taką przemianę podczas, której jądro przekształca się w jądro innego pierwiastka emitując cząstkę promieniowania - lub +. Promieniowanie - jest to strumień elektronów, a promieniowanie + to strumień pozytonów (pozytony są to cząstki posiadające masę elektronu, ale ładunek elementarny dodatni. Własności promieniowania  - jest to promieniowanie jonizujące posiadające dużą zdolność jonizującą (cząstka  wytwarza na swej drodze w absorbencie średnio 1000 par jonów na cm), - wywołuje luminescencję niektórych substancji, zaczernia klisze fotograficzne, - przenikliwość tego promieniowania jest stosunkowo duża (średni zasięg cząstki  w powietrzu wynosi około metra), jest bardzo dobrze pochłaniane przez metale, - promieniowanie  dobrze oddziałuje z polami elektrycznymi i magnetycznymi (ze względu na ładunek elektryczny cząstek), - z biologicznego punktu widzenia jest to promieniowanie szkodliwe. Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza. 7 7

Podstawowe naturalne reakcje rozpadu cd. Przykłady izotopów -promieniotwórczych. Przykładowe reakcje rozpadów . Ogólny schemat rozpadu - Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza. Ogólny schemat rozpadu + 8

Podstawowe naturalne reakcje rozpadu cd. C) Rozpad i promieniowanie . Rozpadem  nazywamy taką przemianę jądra atomowego podczas, której obniża ono swoją energię emitując kwant promieniowania elektromagnetycznego z zakresu . Oznacza to, że jądra podczas takich przemian nie zmieniają swojego składu. Rozpad  najczęściej towarzyszy innym rozpadom promieniotwórczym. Promieniowanie  jest to strumień kwantów (kwanty nie posiadają ładunku elektrycznego ani masy spoczynkowej). Własności promieniowania  - jest to promieniowanie jonizujące posiadające bardzo małą zdolność jonizującą (cząstka  wytwarza na swej drodze w absorbencie średnio 1 parę jonów na cm) promieniowanie to słabo oddziałuje z materią, - wywołuje luminescencję niektórych substancji, - przenikliwość tego promieniowania jest bardzo duża (średni zasięg cząstki  w powietrzu wynosi wiele metrów), najlepiej pochłaniane jest przez pierwiastki ciężkie np. ołów, - zaczernia klisze fotograficzne (wywołuje słabe reakcje chemiczne), - promieniowanie  słabo oddziałuje z polami elektromagnetycznymi, - z biologicznego punktu widzenia jest to promieniowanie szkodliwe, ale tylko przy dużych natężeniach (ze względu na niską zdolność jonizacyjną). Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza. 9 9

Podstawowe naturalne reakcje rozpadu cd. Przykłady izotopów -promieniotwórczych. Przykładowe reakcje rozpadów . Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza. Ogólny schemat rozpadu  10

3. Zastosowanie izotopów promieniotwórczych. 1) W medycynie izotopy promieniotwórcze i wysyłane przez nie promieniowanie jest stosowane do rozpoznawania, a także do leczenia niektórych schorzeń. 2) W defektoskopii materiałowej. 3) W biologii do śledzenia przemieszczania się substancji w organizmach żywych. 4) W archeologii do określania wieku znalezisk organicznych (metoda węgla 14C). 5) W geologii do określania wieku skał. 6) W hydrologii do określania przemieszczania się wód gruntowych itp. Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza. 11