Радіоактивність. Застосування радіоактивних ізотопів у техніці

радіація частка опромінення радон

Люди навчилися застосовувати радіацію з мирною метою, з високим рівнем безпеки, що дозволило підняти практично всі галузі на новий рівень.

Одержання енергії за допомогою АЕС. З усіх галузей господарську діяльність людини енергетика надає найбільше впливом геть наше життя. Тепло і світло в будинках, транспортні потоки та робота промисловості – все це потребує витрат енергії. Ця галузь є однією з тих, що швидко розвиваються. За 30 років загальна потужність ядерних енергоблоків зросла з 5 тисяч до 23 мільйонів кіловат.

Мало в кого викликає сумніви, що атомна енергетика зайняла міцне місце в енергетичному балансі людства.

Розглянемо застосування радіації у дефектоскопії. Рентгенівська та гамма-дефектоскопія - одне з найпоширеніших застосувань випромінювання у промисловості, що дозволяє контролювати якість матеріалів. Рентгенівський метод є неруйнівним, так що матеріал, що перевіряється, може потім використовуватися за призначенням. І рентгенівська, і гамма-дефектоскопія засновані на здатності рентгенівського випромінювання і особливостях його поглинання в матеріалах.

Гамма-випромінювання застосовується для хімічних перетворень, наприклад, процесах полімеризації.

Мабуть, однією з найголовніших галузей, що розвиваються, є ядерна медицина. Ядерна медицина - розділ медицини, пов'язаний з використанням досягнень ядерної фізики, зокрема радіоізотопів, і т.д.

На сьогоднішній день ядерна медицина дозволяє досліджувати практично всі системи органів людини та знаходить застосування у неврології, кардіології, онкології, ендокринології, пульмонології та інших розділах медицини.

За допомогою методів ядерної медицини вивчають кровопостачання органів, метаболізм жовчі, ниркову функцію, сечового міхура, щитовидної залози.

Можливе як отримання статичних зображень, а й накладання зображень, отриманих у різні моменти часу, вивчення динаміки. Така техніка застосовується, наприклад, в оцінці роботи серця.

У Росії вже активно застосовуються два типи діагностики з використанням радіоізотопів – сцинтиграфія та позитронно-емісійна томографія. Вони дозволяють створити повні моделі роботи органів.

Медики вважають, що за малих доз радіація надає стимулюючий вплив, тренуючи систему біологічного захисту людини.

На багатьох курортах використовуються радонові ванни, де рівень радіації трохи вищий, ніж у природних умовах.

Було помічено, що у тих, хто приймає ці ванни, покращується працездатність, заспокоюється нервова система, швидше гояться травми.

Дослідження іноземних вчених свідчать, що частота і смертність від усіх видів раку нижче в областях з вищим природним радіаційним тлом (до таких можна віднести більшість сонячних країн).

Радіоактивність- нестійкість ядер деяких атомів, що виявляється в їх здатності до мимовільних перетворень (розпаду), що супроводжується випромінюванням іонізуючого випромінювання - радіацією.

Радіоактивний розпад - Зміна складу нестабільних атомних ядер. Ядра спонтанно розпадаються на ядерні фрагменти та елементарні частинки (продукти розпаду). Розпад породжує гамма-випромінювання. Це фактор ураження, що має тривалу дію, що діє на величезній площі, зоні радіоактивного розпаду.

Характеристика зон зараження:

Зона помірного зараження (зона А) - експозиційна доза випромінювання під час повного розпаду (Д) коливається від 40 до 400 Р. Зона сильного зараження (зона Б) - експозиційна доза випромінювання під час повного розпаду (Д) коливається від 400 до 1200 Р. Зона небезпечного зараження (зона В) -експозиційна доза випромінювання під час повного розпаду (Д) становить 1200 Р. Зона надзвичайно небезпечного зараження (зона Г)-експозиційна доза випромінювання під час повного розпаду (Д) становить 4000 Р.

Основні одиниці виміру радіоактивності.

Рентген - позасистемна одиниця виміру дози випромінювання (експозиційної). 1 Р приблизно дорівнює 0,0098 зв. Один рентген відповідає дозі рентгенівського або гамма-випромінювання, при якій 1 см 3 повітря утворюється 2 . 10 9 пар іонів. 1 Р = 2,58. 10 -4 Кл/кг.

Грей - системна одиниця виміру дози випромінювання (поглиненої). 1 грей поглинає 1 кілограм речовини при отриманні 1 джоуля енергії: Гр = Дж/кг = м²/с².

Радий - позасистемна одиниця виміру дози випромінювання (поглиненої). 1 рад - доза, при якій речовина в 1 грам отримує 100 ерг енергії. 1 Гр = 100 рад

Бер - позасистемна одиниця виміру дози випромінювання (еквівалентної та ефективної), біологічний еквівалент рентгену. 1 бер – це таке опромінення організму, при якому ті ж ефекти, що й при експозиційній дозі 1 рентген.

Зіверт- системна одиниця виміру дози випромінювання (еквівалентної та ефективної). 1 зіверт - енергія, отримана 1 кілограмом біологічної тканини, що дорівнює за впливом дозі випромінювання в 1 грей: Зв = Дж/кг = м²/с². 1 Зв = 100 бер. Основна одиниця виміру в дозиметрах.

Бекерель - Системна одиниця виміру активності джерела. Визначається як активність джерела, коли відбувається один розпад на секунду. Виражається Бк = с −1

Кюрі - Позасистемна одиниця виміру активності джерела. Один кюрі відповідає числу розпадів за секунду в 1 грамі радію. 1 Кі = 3,7. 10 10 Бк.

Застосування радіоактивних джерел у різних сферах діяльності.

Медицина:використання радіації для діагностики захворювання (рентгенологічна та радіоізотопна діагностика); використання радіації для лікування (радіоізотопна та радіаційна терапія); радіаційна стерилізація.

Радіоізотопна діагностика – використання радіоактивних ізотопів та мічених ними сполук для розпізнавання захворювань. Радіотерапія - це опромінення пухлини потоком променів, іноді застосовується і в лікуванні доброякісних пухлин, що перешкоджає зростанню, розмноженню та поширенню ракових клітин на здорові тканини. Радіаційної стерилізації піддають матеріали та препарати для медичного застосування, що не витримують термічної чи хімічної обробки або втрачають при цьому свої лікувальні властивості.

Хімічна промисловість : модифікування текстильних матеріалів для отримання шерстоподібних властивостей, отримання бавовняних тканин з антимікробними властивостями, радіаційне модифікування кришталю для отримання кришталевих виробів різного кольору, радіаційна вулканізація гумотканинних матеріалів, радіаційне модифікування поліетиленових труб для підвищення термостійкості та стійкості. поверхнях.

Деревообробна промисловість: У результаті опромінення м'яке дерево набуває значно нижчої здатності сорбувати воду, високу стабільність геометричних розмірів та більш високу твердість (виготовлення мозаїчного паркету).

Міське господарство: радіаційне очищення та знезараження стічних вод.

С/г: опромінення с/г рослин малою дозою з метою стимуляції їх зростання та розвитку; застосування іонізуючих випромінювань для радіаційного мутагенезу та селекції рослин; використання методу променевої стерилізації для боротьби з комахами-шкідниками

Ядерна енергетика (Атомна енергетика)- це галузь енергетики, що займається виробництвом електричної та теплової енергії шляхом перетворення ядерної енергії. Основу ядерної енергетики становлять атомні електростанції (АЕС). Зазвичай отримання ядерної енергії використовують ланцюгову ядерну реакцію поділу ядер урану-235 чи плутонію. Ядерна енергія виробляється в атомних електричних станціях, використовується на атомних криголамах, атомних підводних човнах; крім того, робилися спроби створити ядерний двигун для літаків (атомолетів) та «атомних» танків.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://allbest.ru

Курсова робота

На тему: "Радіоактивність. Застосування радіоактивних ізотопів у техніці"

Вступ

1.Види радіоактивних випромінювань

2.Інші види радіоактивності

3.Альфа-розпад

4.Бета-розпад

5. Гамма-розпад

6. Закон радіоактивного розпаду

7.Радіоактивні ряди

9. Застосування радіоактивних ізотопів

Вступ

Радіоактивність - перетворення атомних ядер на інші ядра, що супроводжується випромінюванням різних частинок та електромагнітного випромінювання. Звідси і назва явища: латиною radio - випромінюю, activus - дієвий. Це слово запровадила Марія Кюрі. При розпаді нестабільного ядра - радіонукліда з нього вилітають із великою швидкістю одна або кілька часток високої енергії. Потік цих частинок називають радіоактивним випромінюванням або радіацією.

Промені Рентгена. Відкриття радіоактивності було безпосередньо з відкриттям Рентгена. Більше того, деякий час думали, що це той самий вид випромінювання. Кінець 19 ст. взагалі був багатий на відкриття різноманітних не відомих до того «випромінювань». У 1880-х англійський фізик Джозеф Джон Томсон приступив до вивчення елементарних носіїв негативного заряду, в 1891 ірландський фізик Джордж Джонстон Стоні (1826-1911) назвав ці частки електронами. Зрештою, у грудні Вільгельм Конрад Рентген повідомив про відкриття нового виду променів, які він назвав Х-променями. Досі в більшості країн вони так і називаються, але в Німеччині та Росії прийнято пропозицію німецького біолога Рудольфа Альберта фон Келлікера (1817-1905) називати рентгенівськими променями. Ці промені виникають, коли електрони (катодні промені), що швидко летять у вакуумі, стикаються з перешкодою. Було відомо, що при попаданні катодних променів на скло воно випромінює видиме світло - зелену люмінесценцію. Рентген виявив, що одночасно від зеленої плями на склі виходять якісь інші невидимі промені. Це сталося випадково: то в темній кімнаті світився екран, покритий тетраціаноплатинатом барію Ba, доданий 03.05.2014

Відомості про радіоактивні випромінювання. Взаємодія альфа-, бета- та гамма-часток з речовиною. Будова атомного ядра. Концепція радіоактивного розпаду. Особливості взаємодії нейтронів із речовиною. Коефіцієнт якості різних видів випромінювань.

реферат, доданий 30.01.2010

Будова речовини, види ядерних розпадів: альфа-розпад, бета-розпад. Закони радіоактивності, взаємодія ядерних випромінювань із речовиною, біологічна дія іонізуючого випромінювання. Радіаційне тло, кількісні характеристики радіоактивності.

реферат, доданий 02.04.2012

Ядерно-фізичні властивості та радіоактивність важких елементів. Альфа-і бета-перетворення. Сутність гамма-випромінювання. Радіоактивне перетворення. Спектри розсіяного гамма-випромінювання середовищ із різним порядковим номером. Фізика ядерного магнітного резонансу.

презентація , додано 15.10.2013

Ядерні іонізуючі випромінювання, їх джерела та біологічний вплив на органи та тканини живого організму. Характеристика морфологічних зрушень на системному та клітинному рівнях. Класифікація наслідків опромінення людей, радіозахисні засоби.

презентація , доданий 24.11.2014

Роботи Ернеста Резерфорда. Планетарна модель атома. Відкриття альфа- та бета-випромінювання, короткоживучого ізотопу радону та утворення нових хімічних елементів при розпаді важких хімічних радіоактивних елементів. Вплив радіації на пухлини.

презентація , додано 18.05.2011

Рентгенівське випромінювання - електромагнітні хвилі, спектр яких знаходиться між ультрафіолетовим та гамма-випромінюванням. Історія відкриття; лабораторні джерела: трубки рентгенівські, прискорювачі частинок. Взаємодія з речовиною, біологічна дія.

презентація , доданий 26.02.2012

Поняття та класифікація радіоактивних елементів. Основні відомості про атом. Характеристики видів радіоактивного випромінювання, його здатність проникати. Періоди напіврозпаду деяких радіонуклідів. Схема процесу індукованого нейтронами поділу ядер.

презентація , додано 10.02.2014

Гамма-випромінювання – короткохвильове електромагнітне випромінювання. На шкалі електромагнітних хвиль воно межує з жорстким рентгенівським випромінюванням, займаючи область більш високих частот. Гамма-випромінювання має надзвичайно малу довгу хвилю.

реферат, доданий 07.11.2003

Характеристика корпускулярного, фотонного, протонного, рентгенівського випромінювання. Особливості взаємодії альфа-, бета-, гамма-часток з іонізуючою речовиною. Сутність комптонівського розсіювання та ефекту утворення електронно-позитронної пари.

Радіація, радіоактивність та радіовипромінювання – поняття, які навіть звучать досить небезпечно. У цій статті ви дізнаєтеся, чому деякі речовини радіоактивні, і що це означає. Чому всі так бояться радіації та наскільки вона небезпечна? Де ми можемо зустріти радіоактивні речовини та чим нам це загрожує?

Поняття радіоактивності

Радіоактивністю називаю «вміння» атомів деяких ізотопів розщеплюватись і створювати цим випромінювання. Термін «радіоактивність» виник не відразу. Спочатку таке випромінювання називали променями Беккереля, на честь вченого, який відкрив його у роботі з ізотопом урану. Вже тепер ми називаємо цей процес терміном «радіоактивне випромінювання».

У цьому складному процесі початковий атом перетворюється на атом зовсім іншого хімічного елемента. За рахунок викидання альфа-або бета-часток масове число атома змінюється і, відповідно, це переміщає його по таблиці Д. І. Менделєєва. Варто зауважити, що масове число змінюється, але сама маса залишається практично такою самою.

Маючи цю інформацію, можемо трохи перефразувати визначення поняття. Отже, радіоактивність - це також здатність нестійких ядер атомів самостійно перетворюватися на інші, більш стабільні та стійкі ядра.

Речовини – що це таке?

Перед тим як говорити про те, що таке радіоактивні речовини, давайте взагалі визначимо, що називається речовиною. Отже, насамперед це різновид матерії. Логічним є і той факт, що ця матерія складається з частинок, і в нашому випадку це найчастіше електрони, протони та нейтрони. Тут уже можна говорити про атоми, які складаються з протонів та нейтронів. Ну а з атомів виходять молекули, іони, кристали тощо.

Поняття хімічної речовини ґрунтується на цих же принципах. Якщо в матерії неможливо виділити ядро, її не можна зарахувати до хімічних речовин.

Про радіоактивні речовини

Як говорилося вище, щоб виявляти радіоактивність, атом повинен мимоволі розпадатися і перетворюватися на атом зовсім іншого хімічного елемента. Якщо всі атоми речовини нестабільні настільки, щоб розпастися таким чином, значить перед вами радіоактивна речовина. Більш технічною мовою визначення прозвучало б так: радіоактивні речовини, якщо вони містять радіонукліди, причому у високій концентрації.

Де у таблиці Д. І. Менделєєва знаходяться радіоактивні речовини?

Досить простий та легкий спосіб дізнатися, чи ставитися речовина до радіоактивних, це подивитися у таблицю Д. І. Менделєєва. Все, що знаходиться після елемента свинець – це радіоактивні елементи, а також ще прометій та технецій. Важливо пам'ятати, які радіоактивні речовини, адже це може врятувати вам життя.

Існує також низка елементів, які мають хоча б один радіоактивний ізотоп у своїх природних сумішах. Ось їх неповний список, де вказані одні з найпоширеніших елементів:

Калій.
Кальцій.
Ванадій.
Німеччина.
Селен.
Рубідій.
Цирконій.
Молібден.
Кадмій.
Індій.

До радіоактивних речовин відносяться ті, що містять будь-які радіоактивні ізотопи.

Види радіоактивного випромінювання

Радіоактивне випромінювання буває кількох типів, про які зараз і йтиметься. Вже згадувалося альфа- та бета-випромінювання, але це не весь список.

Альфа-випромінювання - це найслабше випромінювання, яке становить небезпеку у разі, якщо частинки потрапляють у тіло людини. Таке випромінювання реалізується важкими частинками, і тому легко зупиняється навіть аркушем паперу. З цієї причини альфа-промені не пролітають більше 5 див.

Бета-випромінювання сильніше, ніж попереднє. Це випромінювання електронами, які набагато легші за альфа-частки, тому можуть проникати на кілька сантиметрів у шкіру людини.

Гамма-випромінювання реалізується фотонами, які досить легко проникають ще далі до внутрішніх органів людини.

Найпотужніше за проникненням випромінювання - це нейтронне. Від нього сховатись досить складно, але в природі його, по суті, і не існує, хіба що в безпосередній близькості до ядерних реакторів.

Вплив радіації на людину

Радіоактивно-небезпечні речовини часто можуть бути смертельними для людини. До того ж, радіаційне опромінення має незворотний ефект. Якщо ви зазнали опромінення, значить, ви приречені. Залежно від масштабів пошкодження, людина гине протягом кількох годин або багато місяців.

Разом з цим треба сказати, що люди безперервно зазнають радіоактивного випромінювання. Слава Богу, воно досить слабке, щоб мати смерть. Наприклад, подивившись футбольний матч на телебаченні, ви отримуєте 1 мікрорад радіації. До 0,2 рад на рік - це взагалі природне радіаційне тло нашої планети. 3 дар – ваша порція радіації при рентгені зубів. Ну а опромінення понад 100 рад уже є потенційно небезпечним.

Шкідливі радіоактивні речовини, приклади та застереження

Найнебезпечніша радіоактивна речовина - це Полоній-210. Через випромінювання навколо нього навіть видно своєрідну «ауру», що світиться, блакитного кольору. Існує стереотип, що всі радіоактивні речовини світяться. Це зовсім не так, хоч і трапляються такі варіанти, як Полоній-210. Більшість радіоактивних речовин зовні зовсім не підозрілі.

Найбільш радіоактивним металом зараз вважають ліверморій. Його ізотопу Ліверморію-293 достатньо 61 мілісекунди, щоб розпастися. Це з'ясували ще 2000 року. Трохи поступається йому унунпентіями. Час розпаду Унунпентія-289 становить 87 мілісекунд.

Також цікавий факт полягає в тому, що те саме речовина може бути як нешкідливим (якщо його ізотоп стабільний), так і радіоактивним (якщо ядра його ізотопу ось-ось руйнуються).

Вчені, які вивчали радіоактивність

Речовини радіоактивні довгий час не вважалися небезпечними, і тому вільно вивчали. На жаль, сумні смерті навчили нас тому, що з такими речовинами потрібна обережність та підвищений рівень безпеки.

Одним із перших, як уже згадувалося, був Антуан Беккерель. Це великий французький фізик, якому належить слава першовідкривача радіоактивності. За свої заслуги він отримав членство в Лондонському королівському товаристві. Через свій внесок і цю сферу він помер досить молодим, віком 55 років. Але його працю пам'ятають досі. На його честь була названа сама одиниця радіоактивності, а також кратери на Місяці та Марсі.

Не менш великою людиною була Марія Склодовська-Кюрі, яка працювала з радіоактивними речовинами разом із своїм чоловіком П'єром Кюрі. Марія також була француженкою, хоч і з польським корінням. Крім фізики, вона займалася викладанням і навіть активною громадською діяльністю. Марія Кюрі – перша жінка лауреат Нобелівської премії одразу у двох дисциплінах: фізика та хімія. Відкриття таких радіоактивних елементів, як Радій та Полоній, – це заслуга Марії та П'єра Кюрі.

Висновок

Як бачимо, радіоактивність - досить складний процес, який завжди залишається підконтрольним людині. Це один із тих випадків, коли люди можуть виявитися абсолютно безсилими перед небезпекою. Саме тому важливо пам'ятати, що справді небезпечні речі можуть бути зовні дуже оманливими.

Дізнатись речовина радіоактивна чи ні, найчастіше можна вже потрапивши під її вплив. Тому будьте обережні та уважні. Радіоактивні реакції багато в чому нам допомагають, але також не варто забувати, що це практично не підконтрольна нам сила.

До того ж, варто пам'ятати внесок великих учених у вивчення радіоактивності. Вони передали нам неймовірно багато корисних знань, які тепер рятують життя, забезпечують цілі країни енергією та допомагаю лікувати страшні захворювання. Радіоактивні хімічні речовини – це небезпека та благословення для людства.

Явище радіоактивності та його використання в галузях науки, промисловості та медицини

Підготував: учень

школи № 26 м. Володимир

Хруполов До.

Ще одна загадка природи

Кінець 19 і початок 20 століть були виключно багаті на запаморочливі відкриття та винаходи, про які люди могли тільки мріяти. Ідея про можливість отримання невичерпної енергії, укладеної в мізерно малій кількості речовини жила в схованках людської думки.

Відомим вченим того часу був Беккерель, який поставив собі за мету розгадати природу таємничого світіння деяких речовин під впливом сонячного випромінювання. Беккерель збирає величезну колекцію хімічних речовин, що світяться, і природних мінералів.

Мета роботи

Вивчення поняття радіоактивності, її відкриття.
З'ясувати, як застосовуються радіоактивні ізотопи у науці, промисловості та медицині.
Визначити цінність явища радіоактивності у світі.

Явище радіоактивності

Радіоактивність-здатність деяких атомних ядер мимоволі перетворюватися на інші ядра з випромінюванням різних видів радіоактивних випромінювань та елементарних частинок.

Як використовувати явище радіоактивності?

Застосування радіоактивності у медицині

Радіотерапія - використання сильного випромінювання для знищення ракових клітин.

Радіоактивний йод накопичується у щитоподібній

залозі, визначає порушення функцій та

застосовується при лікуванні базедової хвороби.

Мічений натрію фізіологічний розчин вимірює швидкість кровообігу, визначає прохідність кровоносних судин кінцівок.

Радіоактивний фосфор вимірює об'єм крові, лікує від еритремії.

Застосування радіоактивності у промисловості

Одним із прикладів цього може бути наступний спосіб контролю зносу поршневих кілець у двигунах внутрішнього згоряння. Опромінюючи поршневе кільце нейтронами, викликають у ньому ядерні реакції та роблять його радіоактивним. При роботі двигуна частинки матеріалу кільця потрапляють у мастило. Досліджуючи рівень радіоактивності олії після певного часу роботи двигуна, визначають знос кільця. Потужне гамма-випромінювання радіоактивних препаратів використовують із дослідження внутрішньої структури металевих виливків із єдиною метою виявлення у яких дефектів.

Застосування радіоактивності у сільському господарстві

Опромінення насіння рослин невеликими дозами гамма-променів від радіоактивних препаратів призводить до помітного збільшення врожайності. Застосування отримали "мічені атоми" в агротехніці. Наприклад, щоб з'ясувати, яке з фосфорних добрив краще засвоюється рослиною, позначають різні добрива радіоактивним фосфором Р. Досліджуючи потім рослини на радіоактивність, можна визначити кількість засвоєного фосфору з різних сортів добрива.

Відкриття явища радіоактивності.

Відкриття явища радіоактивності можна віднести до найбільш видатних відкриттів сучасної науки. Саме завдяки йому людина змогла значно поглибити свої знання в галузі структури та властивостей матерії, зрозуміти закономірності багатьох процесів у Всесвіті, вирішити проблему оволодіння ядерною енергією.