Rozpady promieniotwórcze

Rozpady promieniotwórcze

Nukleony

neutron

proton

Rozpad • polega na przemianie niestabilnego

jądra w nowe jądro przy emisji jądra 4He - cząstki • Proces zachodzi samorzutnie• Energia wyzwolona w czasie rozpadu

(energetyczny równoważnik niedoboru masy) jest unoszona przez cząstkę w postaci energii kinetycznej

Przebieg rozpadu

o

o+

++

αYX 42

4A2Z

AZ

Rozpad -

• polega na przemianie niestabilnego jądra w nowe jądro przy emisji elektronu• Proces zachodzi samorzutnie

veYX A1Z

AZ

Przykład reakcji• Najprostszym przykładem rozpadu

jest rozpad swobodnego neutronu

veNpU 239239

vePuNp 239239

Rozpad +

• polega na przemianie niestabilnego jądra w nowe jądro przy emisji pozytonu• Proces zachodzi samorzutnie

eYX 01

A1Z

AZ

Rozpad • Jeśli jądro jest wzbudzone do wyższego stanu

energetycznego, to może nastąpić samoczynna emisja fotonu i przejście do niższego stanu energetycznego.

• Takie wysokoenergetyczne fotony emitowane przez jądra nazywamy promieniowaniem .

• Przykłady:• n + 238U 239U*

• 239U* 239U +

Własności promieniowania i promieniowanie strumień cząstek alfa – jąder heluodchylają się w polu elektrycznym i magnetycznymmała przenikalnośćjest silnie pochłaniane przez materię, przez którą przechodzi – zatrzymuje je kartka papieru, zasięg w powietrzu – kilka cm

promieniowanieStrumień elektronów lub pozytonów poruszających się z prędkością zbliżoną do prędkości światłaodchylają się w polu elektrycznym i magnetycznymbardziej przenikliwe niż alfazasięg w powietrzu – ok. 50 cmjest silnie pochłaniane przez materię, przez którą przechodzi, zatrzymuje je miedziana blacha

Własności promieniowania i promieniowanie promieniowanie gamma to promieniowanie o energii kwantu większej od 10 keVjest to promieniowanie jonizujące i bardzo przenikliwenie odchylają się w polu elektrycznym i magnetycznymzasięg w powietrzu – kilka mZatrzymuje je gruba blacha z ołowiusłuży do sterylizacji sprzętu medycznego, produktów spożywczych, w medycynie używa się ich w radioterapii (tzw. bomba kobaltowa) do leczenia raka, oraz w diagnostyce np. pozytonowa emisyjna tomografia komputerowa, do pomiaru grubości gorących blach stalowych, pomiar grubości papieru, wysokości ciekłego szkła w wannach hutniczych, w geologii otworowej (poszukiwania ropy i gazu ziemnego), w badaniach procesów przemysłowych (np. przepływu mieszanin wielofazowych, przeróbki rudy miedzi).

Aktywność promieniotwórcza

Czas połowicznego rozpadu

C14

Ra226

Rn222

Po214

5730 lat

1600 lat

3,82 dni

0,164 ms

Prawo połowicznego rozpadu

czas

NNo

T1/2

Prawo połowicznego rozpadu

Po czasie T1/2 ilość jąder maleje o połowę

Prawo połowicznego rozpadu

Również po czasie T1/2 o połowę maleje aktywność preparatu promieniotwórczego

Datowanie izotopem węgla C14