Zastosowania izotopów promieniotwórczych są krótkie. Zastosowanie izotopów promieniotwórczych i promieniowania jonizującego w diagnostyce i leczeniu chorób. Izotopy promieniotwórcze w medycynie

Izotopy to substancje, które mają tę samą liczbę protonów w jądrze atomu, ale inną liczbę neutronów.

Izotopy nie są uwzględnione w układzie okresowym, ponieważ ich właściwości prawie nie różnią się od właściwości substancji głównej. Na przykładzie takiego pierwiastka chemicznego jak tlen wyjaśnijmy - jeśli w wyniku reakcji jądrowej do jądra atomu tlenu doda się jeden lub więcej neutronów, wówczas tlen nadal pozostanie tlenem, tyle że będzie izotopem tlenu.

A jeśli dodamy kolejny proton do jądra atomu tlenu, otrzymamy nie izotop, ale inny pierwiastek chemiczny. Na przykład fluor – jeśli dodamy jeden proton, lub neon, jeśli dodamy dwa protony.

W tej chwili nauka zna ponad dwa tysiące izotopów.

Izotopy są radioaktywne, to znaczy jądra ich atomów są niestabilne i emitują cząstki, co oznacza, że ​​​​rozpadają się. Jednak niektóre izotopy promieniotwórcze rozpadają się tak wolno (miliony lat), że można je również uznać za stabilne.

Pierwiastek chemiczny wodór ma dwa izotopy i oba mają swoje własne nazwy. Żaden inny pierwiastek chemiczny nie ma izotopów o własnej nazwie.

Zwykły wodór, zwany także protem.

Izotop wodoru z dwoma neutronami nazywa się deuterem i jest oznaczony literą D. Deuter tworzy ciężką wodę D 2 O.

Izotop wodoru z trzema neutronami nazywa się trytem i jest oznaczony literą T.

Naukowcy odkryli, że w każdym pierwiastku chemicznym występującym w przyrodzie, w pewnej ilości występuje także jego izotop. Na przykład wodór zawsze zawiera około 0,017% deuteru.

Zastosowanie izotopów w medycynie.

Za pomocą izotopów badano proces metabolizmu w organizmach. Do badań wykorzystano „znakowane atomy”. Istotą metody jest wprowadzenie do organizmu niewielkiej, bezpiecznej dawki izotopów. Ponadto bada się procesy metaboliczne na podstawie ich ruchu wraz z główną substancją. W medycynie izotopy wykorzystuje się także w diagnostyce i terapii.

Na przykład radioaktywny izotop sodu służy do badania krążenia krwi, a radioaktywny jod do wykrywania choroby Gravesa-Basedowa, gdzie konieczne jest monitorowanie złogów jodu w tarczycy. W tym przypadku metoda diagnostyczna i terapia są takie same, ponieważ duże dawki radioaktywnego jodu mogą częściowo zniszczyć nieprawidłowo rozwijające się tkanki. Do leczenia raka stosuje się promieniowanie gamma twardego kobaltu, zwane także pistoletem kobaltowym.

„Jak zbudować skuteczny system nauczania”
Zapisz się teraz - podaj swój adres e-mail

Izotopy, zwłaszcza izotopy radioaktywne, mają liczne zastosowania. W tabeli 1.13 zawiera wybrane przykłady niektórych przemysłowych zastosowań izotopów. Każda technika wymieniona w tej tabeli jest również stosowana w innych gałęziach przemysłu. Na przykład technikę określania wycieku substancji za pomocą radioizotopów stosuje się: w przemyśle napojów do określania wycieków ze zbiorników magazynowych i rurociągów; w budowie obiektów inżynierskich dla

Tabela 1.13. Niektóre zastosowania radioizotopów

określenie wycieków z podziemnych rurociągów wody; w energetyce do wykrywania nieszczelności wymienników ciepła w elektrowniach; w przemyśle naftowym do wykrywania wycieków z podziemnych rurociągów naftowych; w służbie kontroli ścieków i kanalizacji w celu ustalenia wycieków z głównych kanałów ściekowych.

Izotopy są również szeroko stosowane w badaniach naukowych. W szczególności służą do określenia mechanizmów reakcji chemicznych. Jako przykład wskazujemy użycie wody znakowanej stabilnym izotopem tlenu 180 do badania hydrolizy estrów, takich jak octan etylu (patrz także sekcja 19.3). Wykorzystując spektrometrię mas do wykrycia izotopu 180, stwierdzono, że podczas hydrolizy atom tlenu z cząsteczki wody przenosi się do kwasu octowego, a nie do etanolu

Radioizotopy są szeroko stosowane jako znakowane atomy w badaniach biologicznych. W celu prześledzenia szlaków metabolicznych w organizmach żywych wykorzystuje się radioizotopy węgla-14, trytu, fosforu-32 i siarki-35. Na przykład pobieranie fosforu przez rośliny z gleby nawożonej nawozami można monitorować za pomocą nawozów zawierających domieszkę fosforu-32.

Radioterapia.

Promieniowanie jonizujące może zniszczyć żywą tkankę. Tkanki nowotworu złośliwego są bardziej wrażliwe na promieniowanie niż zdrowe tkanki. Dzięki temu możliwe jest leczenie raka za pomocą promieni emitowanych ze źródła, w którym wykorzystuje się radioaktywny izotop kobaltu-60. Promieniowanie kierowane jest na obszar ciała pacjenta dotknięty nowotworem; Sesja zabiegowa trwa kilka minut i jest powtarzana codziennie przez 2-6 tygodni. Podczas sesji wszystkie pozostałe części ciała pacjenta muszą być starannie przykryte materiałem nieprzepuszczalnym dla promieniowania, aby zapobiec zniszczeniu zdrowej tkanki.

Określanie wieku próbek metodą radiowęglową.

Niewielka część dwutlenku węgla w atmosferze zawiera izotop radioaktywny. Rośliny absorbują ten izotop podczas fotosyntezy. Dlatego tkaniny wszystkich

rośliny i zwierzęta również zawierają ten izotop. Tkanki żywe charakteryzują się stałym poziomem radioaktywności, ponieważ jej spadek w wyniku rozpadu promieniotwórczego jest kompensowany przez stały dopływ radiowęgla z atmosfery. Jednak gdy tylko nastąpi śmierć rośliny lub zwierzęcia, dopływ radiowęgla do jej tkanek ustaje. Prowadzi to do stopniowego spadku poziomu radioaktywności w martwej tkance.

Radioaktywność izotopu wynika z rozpadu

Radiowęglowa metoda geochronologii została opracowana w 1946 roku przez U.F. Libby, która w 1960 roku otrzymała za to Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Metoda ta jest obecnie powszechnie stosowana przez archeologów, antropologów i geologów, a próbki datowane są na 35 000 lat. Dokładność tej metody wynosi około 300 lat. Najlepsze wyniki uzyskuje się przy określaniu wieku wełny, nasion, muszli i kości. Aby określić wiek próbki, mierzy się aktywność promieniowania p (liczba rozpadów na minutę) na 1 g zawartego w niej węgla. Umożliwia to określenie wieku próbki za pomocą krzywej rozpadu radioaktywnego izotopu.

Okres półtrwania wynosi 5700 lat. Żywa tkanka będąca w aktywnym kontakcie z atmosferą ma aktywność wynoszącą 15,3 dyspersji/min na 1 g węgla. Na podstawie tych danych musisz:

a) wyznacz stałą zaniku dla

b) skonstruować krzywą zaniku dla

c) obliczyć wiek krateru Jeziora Oregon w USA), który jest pochodzenia wulkanicznego. Ustalono, że w trakcie zdarzenia drzewo się przewróciło

Erupcja, w wyniku której pojawiło się jezioro, ma aktywność 6,5 dyspersji/min na 1 g węgla.

a) Stałą zaniku można znaleźć z równania

b) Krzywa zaniku jest wykresem aktywności w funkcji czasu. Dane potrzebne do skonstruowania tej krzywej można obliczyć, znając okres półtrwania i początkową aktywność próbki (aktywność żywej tkanki); dane te podano w tabeli. 1.14. Krzywą zaniku pokazano na ryc. 1,32.

c) Wiek jeziora można określić za pomocą krzywej zaniku (patrz linie przerywane na ryc. 1.32). Ten wiek wynosi 7000 lat.

Tabela 1.14. Dane do konstrukcji krzywej rozpadu promieniotwórczego węgla wykorzystywanej do określania wieku próbek

Ryż. 1,32. Krzywa rozpadu radioaktywnego izotopu

Wiele skał na Ziemi i Księżycu zawiera radioizotopy z okresami półtrwania rzędu lat. Mierząc i porównując względną zawartość tych radioizotopów ze względną zawartością produktów ich rozpadu w próbkach takich skał, można określić ich wiek. Trzy najważniejsze metody geochronologii opierają się na określaniu względnej liczebności izotopów (lata półtrwania). (lata półtrwania) i (lata półtrwania).

Metoda datowania potasem i argonem.

Minerały, takie jak mika i niektóre skalenie, zawierają niewielkie ilości radioizotopu potasu-40. Rozpada się poprzez wychwytywanie elektronów i przekształcanie się w argon-40:

Wiek próbki określa się na podstawie obliczeń wykorzystujących względną zawartość potasu-40 w próbce w porównaniu do argonu-40.

Metoda datowania z wykorzystaniem rubidu i strontu.

Niektóre z najstarszych skał na Ziemi, takie jak granity z zachodniego wybrzeża Grenlandii, zawierają rubid. Około jedna trzecia wszystkich atomów rubidu to radioaktywny rubid-87. Ten radioizotop rozpada się na stabilny izotop strontu-87. Obliczenia oparte na wykorzystaniu danych dotyczących względnej zawartości izotopów rubidu i strontu w próbkach pozwalają określić wiek tych skał.

Metoda datowania z wykorzystaniem uranu i ołowiu.

Izotopy uranu rozpadają się na izotopy ołowiu. Wiek minerałów takich jak apatyt, które zawierają zanieczyszczenia uranem, można określić, porównując zawartość niektórych izotopów uranu i ołowiu w ich próbkach.

Wszystkie trzy opisane metody zostały wykorzystane do datowania skał lądowych. Uzyskane dane wskazują, że wiek Ziemi wynosi lata. Metody te posłużyły także do określenia wieku skał księżycowych przywiezionych na Ziemię z misji kosmicznych. Wiek tych ras waha się od 3,2 do lat.

Przygotowanie i zastosowanie izotopów promieniotwórczych Student grupy 1 BC Galtsova Vlada

IZOTOPY to odmiany tego samego pierwiastka chemicznego, które mają podobne właściwości fizykochemiczne, ale różnią się masami atomowymi. Atom dowolnego pierwiastka chemicznego składa się z dodatnio naładowanego jądra i otaczającej go chmury ujemnie naładowanych elektronów (patrz także ATOM JĄDRO). Położenie pierwiastka chemicznego w układzie okresowym Mendelejewa (jego liczba atomowa) zależy od ładunku jądra jego atomów. Izotopy nazywane są zatem odmianami tego samego pierwiastka chemicznego, których atomy mają ten sam ładunek jądrowy (a zatem praktycznie takie same powłoki elektronowe), ale różnią się wartościami mas jądrowych. Według przenośnego wyrażenia F. Soddy'ego atomy izotopów są takie same „na zewnątrz”, ale różne „wewnątrz”.

Historia odkrycia izotopów Pierwszy dowód na to, że substancje o tym samym zachowaniu chemicznym mogą mieć różne właściwości fizyczne, uzyskano z badań przemian radioaktywnych atomów pierwiastków ciężkich. W latach 1906-07 okazało się, że produkt rozpadu promieniotwórczego uranu - jon i produkt rozpadu radioaktywnego toru - radiotor, mają takie same właściwości chemiczne jak tor, ale różnią się od niego masą atomową i charakterystyką rozpadu promieniotwórczego. W 1932 roku odkryto neutron – cząstkę pozbawioną ładunku, o masie zbliżonej do masy jądra atomu wodoru – proton i stworzono protonowo-neutronowy model jądra. W rezultacie nauka ustaliła ostateczną nowoczesną definicję pojęcia izotopów

Produkcja izotopów promieniotwórczych Izotopy promieniotwórcze powstają w reaktorach jądrowych i akceleratorach cząstek

Zastosowanie izotopów promieniotwórczych biologia medycyna archeologia rolnicza przemysł

Izotopy promieniotwórcze w biologii. Jednym z najwybitniejszych badań przeprowadzonych z wykorzystaniem „znakowanych atomów” było badanie metabolizmu organizmów.

Izotopy promieniotwórcze w medycynie Do celów diagnostycznych i terapeutycznych. Radioaktywny sód służy do badania krążenia krwi. Jod intensywnie odkłada się w tarczycy, szczególnie w chorobie Gravesa-Basedowa.

Izotopy promieniotwórcze w gospodarstwie Napromienianie nasion roślin (bawełna, kapusta, rzodkiewka). Promieniowanie powoduje mutacje w roślinach i mikroorganizmach.

Izotopy promieniotwórcze w archeologii Ciekawa aplikacja do określania wieku starożytnych obiektów pochodzenia organicznego (drewno, węgiel drzewny). Metodą tą określa się wiek mumii egipskich oraz pozostałości po prehistorycznych pożarach.

Izotopy promieniotwórcze w przemyśle Metoda monitorowania zużycia pierścieni tłokowych silników spalinowych. Pozwala ocenić dyfuzję metali i procesy w wielkich piecach

Lodołamacz nuklearny „Lenin” Utworzony w 1959 r. Sprawdzanie dawki promieniowania na swoim terenie.

Praca z substancjami promieniotwórczymi z wykorzystaniem manipulatora

„Eter” – konwerter radioizotopowy do zasilania urządzeń znajdujących się w przestrzeni kosmicznej i na morzu

Badanie spoin z wykorzystaniem promieniowania γ. Napromienianie produktów rolnych w celu zwiększenia ich plonu

Rozkład radioaktywnego fosforu dodanego do nawozów w liściach pomidora. Komora rękawicowa do pracy z substancjami radioaktywnymi.

Urządzenie do terapii gamma. Badanie tarczycy przy użyciu radioaktywnego jodu

Praca na kursie

Na temat: „Radioaktywność.

Zastosowanie izotopów promieniotwórczych w technologii”

Wstęp

1. Rodzaje promieniowania radioaktywnego

2.Inne rodzaje promieniotwórczości

3. Rozpad alfa

4.Rozpad beta

5. Rozpad gamma

6.Prawo rozpadu promieniotwórczego

7.Seria radioaktywna

8. Wpływ promieniowania radioaktywnego na człowieka

9.Zastosowanie izotopów promieniotwórczych

Wykaz używanej literatury

Wstęp

Radioaktywność to przemiana jąder atomowych w inne jądra, której towarzyszy emisja różnych cząstek i promieniowanie elektromagnetyczne. Stąd nazwa zjawiska: po łacinie radio – promieniować, activus – skuteczny. To słowo zostało wymyślone przez Marię Curie. Kiedy niestabilne jądro - radionuklid - rozpada się, jedna lub więcej cząstek o wysokiej energii wylatuje z niego z dużą prędkością. Przepływ tych cząstek nazywany jest promieniowaniem radioaktywnym lub po prostu promieniowaniem.

Promienie rentgenowskie. Odkrycie promieniotwórczości było bezpośrednio związane z odkryciem Roentgena. Co więcej, przez pewien czas uważano, że jest to ten sam rodzaj promieniowania. Koniec XIX wieku Ogólnie rzecz biorąc, był bogaty w odkrywanie różnego rodzaju nieznanych wcześniej „promieniowań”. W latach osiemdziesiątych XIX wieku angielski fizyk Joseph John Thomson rozpoczął badania elementarnych nośników ładunku ujemnego, a w 1891 roku irlandzki fizyk George Johnston Stoney (1826–1911) nazwał te cząstki elektronami; Wreszcie w grudniu Wilhelm Conrad Roentgen ogłosił odkrycie nowego rodzaju promieni, które nazwał promieniami rentgenowskimi. Do tej pory w większości krajów nazywano je tak, jednak w Niemczech i Rosji przyjęto propozycję niemieckiego biologa Rudolfa Alberta von Köllikera (1817–1905), aby nazwać promienie promieniami rentgenowskimi. Promienie te powstają, gdy elektrony lecące szybko w próżni (promienie katodowe) zderzają się z przeszkodą. Wiadomo było, że gdy promienie katodowe uderzają w szkło, emituje ono światło widzialne – zieloną luminescencję. Rentgen odkrył, że w tym samym czasie z zielonej plamki na szkle emanowały inne niewidzialne promienie. Stało się to przez przypadek: w ciemnym pomieszczeniu świecił pobliski ekran pokryty tetracyjanoplatynianem baru Ba (wcześniej nazywanym siarczkiem baru i platyny). Substancja ta wytwarza jasną żółto-zieloną luminescencję pod wpływem promieni ultrafioletowych i katodowych. Ale promienie katodowe nie trafiły w ekran, a co więcej, gdy urządzenie przykryto czarnym papierem, ekran nadal się świecił. Roentgen wkrótce odkrył, że promieniowanie przechodziło przez wiele nieprzezroczystych substancji i powodowało zaczernienie kliszy fotograficznej owiniętej w czarny papier lub nawet umieszczonej w metalowym pudełku. Promienie przeszły przez bardzo grubą książkę, przez deskę świerkową o grubości 3 cm, przez płytę aluminiową o grubości 1,5 cm... Roentgen zdał sobie sprawę z możliwości swojego odkrycia: „Jeśli trzymasz rękę między rurą wyładowczą a ekranem”, napisał: „na tle jaśniejszych konturów dłoni widać ciemne cienie kości”. Było to pierwsze w historii badanie fluoroskopowe.

Odkrycie Roentgena natychmiast rozprzestrzeniło się na cały świat i zadziwiło nie tylko specjalistów. W wigilię 1896 roku w księgarni w pewnym niemieckim mieście wystawiono fotografię dłoni. Widoczne były na nim kości żywej osoby, a na jednym z palców znajdowała się obrączka. Było to zdjęcie rentgenowskie ręki żony Roentgena. Pierwsza wiadomość Roentgena „O nowym rodzaju promieni” została opublikowana w „Raportach Towarzystwa Fizyko-Medycznego w Würzburgu” 28 grudnia, została natychmiast przetłumaczona i opublikowana w różnych krajach, najsłynniejsze czasopismo naukowe „Nature” wydawane w Londynie opublikował artykuł Roentgena 23 stycznia 1896.

Na całym świecie zaczęto badać nowe promienie; tylko w ciągu jednego roku opublikowano na ten temat ponad tysiąc artykułów. W szpitalach pojawiły się także aparaty rentgenowskie o prostej konstrukcji: medyczne zastosowanie nowych promieni było oczywiste.

Obecnie promienie rentgenowskie są szeroko stosowane (i to nie tylko do celów medycznych) na całym świecie.

Promienie Becquerela. Odkrycie Roentgena wkrótce doprowadziło do równie niezwykłego odkrycia. Został on wykonany w 1896 roku przez francuskiego fizyka Antoine’a Henriego Becquerela. 20 stycznia 1896 roku wziął udział w posiedzeniu Akademii, na którym fizyk i filozof Henri Poincaré opowiedział o odkryciu Roentgena i zademonstrował zdjęcia rentgenowskie ludzkiej ręki wykonane we Francji. Poincare nie ograniczył się do mówienia o nowych promieniach. Zasugerował, że promienie te są związane z luminescencją i być może zawsze pojawiają się jednocześnie z tego rodzaju blaskiem, więc prawdopodobnie można obejść się bez promieni katodowych. Luminescencja substancji pod wpływem promieniowania ultrafioletowego - fluorescencja lub fosforescencja (w XIX wieku nie było ścisłego rozróżnienia między tymi pojęciami) była znana Becquerelowi: zarówno jego ojciec Alexander Edmond Becquerel (1820–1891), jak i jego dziadek Antoine Cesar Becquerel (1788–1878) zajmowali się tym obaj fizycy; Syn Antoine’a Henriego Becquerela, Jacquerel, również został fizykiem i „odziedziczył” katedrę fizyki w paryskim Muzeum Historii Naturalnej; Becquerel kierował tą katedrą przez 110 lat, od 1838 do 1948 roku.

Becquerel postanowił sprawdzić, czy promienie rentgenowskie są powiązane z fluorescencją. Niektóre sole uranu, na przykład azotan uranylu UO 2 (NO 3) 2, wykazują jasną żółto-zieloną fluorescencję. Substancje takie znajdowały się w laboratorium Becquerela, w którym pracował. Jego ojciec zajmował się także preparatami uranu, co wykazało, że po ustaniu światła słonecznego ich blask znika bardzo szybko – w czasie krótszym niż jedna setna sekundy. Nikt jednak nie sprawdził, czy świeceniu temu towarzyszy emisja jakichś innych promieni, które mogą przechodzić przez materiały nieprzezroczyste, jak miało to miejsce w przypadku Roentgena. To właśnie postanowił sprawdzić Becquerel po raporcie Poincarégo. W dniu 24 lutego 1896 roku na cotygodniowym zebraniu Akademii powiedział, że wziął kliszę fotograficzną owiniętą w dwie warstwy grubego czarnego papieru, umieścił na niej kryształy podwójnego siarczanu potasowo-uranylowego K 2 UO 2 (SO 4) 2 2H2O i naświetliłem całość na kilka godzin światłem słonecznym, po czym po wywołaniu kliszy fotograficznej widać na niej nieco zamazany zarys kryształów. Jeśli pomiędzy płytkę a kryształy umieścimy monetę lub figurę wyciętą z cyny, to po wywołaniu na talerzu pojawi się wyraźny obraz tych obiektów.

Wszystko to może wskazywać na związek pomiędzy fluorescencją a promieniowaniem rentgenowskim. Niedawno odkryte promienie rentgenowskie można uzyskać znacznie prościej – bez promieni katodowych i lampy próżniowej oraz potrzebnych do tego wysokiego napięcia, trzeba było jednak sprawdzić, czy okaże się, że sól uranu podgrzana na słońcu wydziela trochę rodzaj gazu, który przenika pod czarny papier i oddziałuje na emulsję fotograficzną, aby wykluczyć taką możliwość, Becquerel umieścił taflę szkła pomiędzy solą uranową a kliszą fotograficzną - nadal świeciła. „Stąd” – zakończył swoje krótkie przesłanie Becquerel – „możemy stwierdzić, że świetlista sól emituje promienie, które przenikają przez czarny papier, nieprzezroczysty dla światła i przywracają sole srebra na kliszy fotograficznej”. Jakby Poincaré miał rację i promienie rentgenowskie z promieni rentgenowskich można uzyskać w zupełnie inny sposób.

Becquerel zaczął przeprowadzać wiele eksperymentów, aby lepiej zrozumieć warunki, w jakich pojawiają się promienie oświetlające kliszę fotograficzną, a także zbadać właściwości tych promieni. Pomiędzy kryształy a kliszę fotograficzną umieszczał różne substancje – płyty papierowe, szklane, aluminiowe, miedziane i ołowiane o różnej grubości. Wyniki były takie same, jak te uzyskane przez Roentgena, co również może służyć jako argument na rzecz podobieństwa obu promieniowań. Oprócz bezpośredniego światła słonecznego Becquerel oświetlił sól uranu światłem odbitym od lustra lub załamanym przez pryzmat. Otrzymał, że wyniki wszystkich poprzednich eksperymentów nie mają żadnego związku ze słońcem; liczyło się tylko to, jak długo sól uranu znajdowała się w pobliżu kliszy fotograficznej. Następnego dnia Becquerel poinformował o tym na posiedzeniu Akademii, ale jak się później okazało, doszedł do błędnego wniosku: uznał, że sól uranu, przynajmniej raz „naładowana” w świetle, jest wówczas zdolna do emitowania niewidzialne promienie przenikające przez długi czas.

Do końca roku Becquerel opublikował na ten temat dziewięć artykułów, w jednym z nich napisał: „W grubościennej ołowianej skrzynce umieszczono różne sole uranu... Substancje te, zabezpieczone przed działaniem jakiegokolwiek znanego promieniowania, kontynuowały emitować promienie przechodzące przez szkło i czarny papier... w ciągu ośmiu miesięcy.”

Promienie te pochodziły od dowolnego związku uranu, nawet takiego, który nie świeci w słońcu. Promieniowanie metalicznego uranu okazało się jeszcze silniejsze (około 3,5 razy). Stało się oczywiste, że promieniowanie to, choć w niektórych przejawach podobne do promieni rentgenowskich, ma większą siłę przenikania i jest w jakiś sposób powiązane z uranem, dlatego Becquerel zaczął nazywać je „promieniami uranowymi”.

Becquerel odkrył również, że „promienie uranowe” jonizują powietrze, czyniąc je przewodnikiem prądu elektrycznego. Niemal jednocześnie, w listopadzie 1896 roku, angielscy fizycy J. J. Thomson i Ernest Rutherford (odkryli jonizację powietrza pod wpływem promieni rentgenowskich. Do pomiaru natężenia promieniowania Becquerel użył elektroskopu, w którym zawieszone na końcach najjaśniejsze płatki złota i naładowane elektrostatycznie, odpychają się, a ich wolne końce rozchodzą się. Jeśli powietrze przewodzi prąd, ładunek odpływa z liści i odpadają - tym szybciej, im wyższa jest przewodność elektryczna powietrza, a co za tym idzie, tym większa jest intensywność promieniowania.

Pozostało pytanie, w jaki sposób substancja emituje promieniowanie ciągłe, które nie słabnie przez wiele miesięcy bez dostarczenia energii z zewnętrznego źródła. Sam Becquerel pisał, że nie jest w stanie zrozumieć, skąd uran otrzymuje energię, którą stale emituje. W tej kwestii wysuwano różne hipotezy, czasem wręcz fantastyczne. Na przykład angielski chemik i fizyk William Ramsay napisał: „...fizycy byli zakłopotani, skąd mogą pochodzić niewyczerpane zasoby energii zawarte w solach uranu. Lord Kelvin był skłonny przypuszczać, że uran służy jako rodzaj pułapki, która wychwytuje niewykrywalną w inny sposób energię promieniowania docierającą do nas w przestrzeni i przekształca ją w taką formę, która umożliwia wywoływanie efektów chemicznych.

Becquerel nie mógł ani zaakceptować tej hipotezy, ani wymyślić czegoś bardziej prawdopodobnego, ani porzucić zasady zachowania energii. Skończyło się to tym, że na jakiś czas całkowicie porzucił pracę z uranem i zajął się rozszczepianiem linii widmowych w polu magnetycznym. Efekt ten został odkryty niemal jednocześnie z odkryciem Becquerela przez młodego holenderskiego fizyka Pietera Zeemana i wyjaśniony przez innego Holendra, Hendrika Antona Lorentza.

Miejska placówka oświatowa „Pobiedinska szkoła średnia” rejon Szegarski, obwód tomski

PAŃSTWOWA (OSTATECZNA) CERTYFIKACJA ABSOLWENTÓW KLASY IX

STRESZCZENIE Z FIZYKI

ZJAWIsko RADIOAKTYWNOŚCI. JEGO ZNACZENIE W NAUCE, TECHNOLOGII, MEDYCYNIE

Zakończony: Dadaev Aslan, uczeń 9. klasy

Kierownik: Gagarina Lyubov Alekseevna, nauczyciel fizyki

Pobieda 2010

1. Wprowadzenie……………………………………………………………...strona 1

2. Zjawisko promieniotwórczości………..………………………..............str. 2

2.1.Odkrycie promieniotwórczości………………………………………………….strona 2

2.2. Źródła promieniowania………………………………………………….. strona 6

3. Produkcja i wykorzystanie izotopów promieniotwórczych……………..str. 8

3.1.Zastosowanie izotopów w medycynie………………….......s. 8

3.2. Izotopy promieniotwórcze w rolnictwie…………… strona 10

3.3.Chronometria promieniowania…………………………………str.11

3.4. Zastosowanie izotopów promieniotwórczych w przemyśle...str. 12

3.5. Zastosowanie izotopów w nauce……………………………...strona 12

4. Zakończenie………………………………………………………...strona 13

5. Literatura………………………………………………………..strona 14

WSTĘP

Idea atomów jako niezmiennych drobnych cząstek materii została zniszczona przez odkrycie elektronu, a także zjawisko naturalnego rozpadu promieniotwórczego odkryte przez francuskiego fizyka A. Becquerela. Znaczący wkład w badanie tego zjawiska wnieśli wybitni francuscy fizycy Maria Skłodowska-Curie i Pierre Curie.

Naturalna radioaktywność istnieje od miliardów lat i jest dosłownie wszędzie. Promieniowanie jonizujące istniało na Ziemi na długo przed powstaniem na niej życia i było obecne w przestrzeni kosmicznej przed pojawieniem się samej Ziemi. Materiały radioaktywne są częścią Ziemi od jej narodzin. Każda osoba jest lekko radioaktywna: w tkankach ludzkiego ciała jednym z głównych źródeł naturalnego promieniowania jest potas - 40 i rubid - 87 i nie ma sposobu, aby się ich pozbyć.

Przeprowadzając reakcje jądrowe poprzez bombardowanie jąder atomów glinu cząsteczkami a, słynnym francuskim fizykom Fredericowi i Irene Curie-Joliot udało się w 1934 roku sztucznie wytworzyć jądra radioaktywne. Sztuczna radioaktywność zasadniczo nie różni się od naturalnej radioaktywności i podlega tym samym prawom.

Obecnie sztuczne izotopy promieniotwórcze są produkowane na różne sposoby. Najbardziej powszechnym jest napromienianie celu (przyszłego leku radioaktywnego) w reaktorze jądrowym. Możliwe jest napromienianie celu naładowanymi cząstkami w specjalnych instalacjach, w których cząstki są przyspieszane do dużych energii.

Cel: dowiedz się, w jakich obszarach życia wykorzystuje się zjawisko promieniotwórczości.

Zadania:

· Przestudiuj historię odkrycia promieniotwórczości.

· Dowiedz się, co dzieje się z substancją podczas promieniowania radioaktywnego.

· Dowiedz się, jak uzyskać izotopy promieniotwórcze i gdzie będą one wykorzystywane.

· Rozwijanie umiejętności pracy z dodatkową literaturą.

· Wykonać komputerową prezentację materiału.

GŁÓWNYM ELEMENTEM

2.Zjawisko promieniotwórczości

2.1.Odkrycie promieniotwórczości

Fabuła radioaktywność Zaczęło się od prac francuskiego fizyka Henriego Becquerela nad luminescencją i promieniami rentgenowskimi w 1896 roku.

Odkrycie radioaktywności, najbardziej uderzającego dowodu złożonej struktury atomu .

Komentując odkrycie Roentgena, naukowcy wysuwają hipotezę, że promieniowanie rentgenowskie jest emitowane podczas fosforescencji, niezależnie od obecności promieni katodowych. A. Becquerel postanowił sprawdzić tę hipotezę. Owijając kliszę fotograficzną w czarny papier, położył na niej metalową płytę o dziwnym kształcie, pokrytą warstwą soli uranowej. Po wystawieniu go na działanie światła słonecznego przez cztery godziny Becquerel wywołał kliszę fotograficzną i zobaczył na niej dokładną sylwetkę metalowej figury. Powtórzył eksperymenty z dużymi odmianami, uzyskując odciski monety i klucza. Wszystkie eksperymenty potwierdziły testowaną hipotezę, o czym Becquerel poinformował 24 lutego na posiedzeniu Akademii Nauk. Jednak Becquerel nie przestaje eksperymentować, przygotowując coraz więcej nowych opcji.

Henri Becquerel Welhelm Conrad Roentgen

26 lutego 1896 roku w Paryżu pogoda się pogorszyła i przygotowane klisze fotograficzne z kawałkami soli uranowej trzeba było przechowywać w ciemnej szufladzie biurka aż do wschodu słońca. Pojawił się nad Paryżem 1 marca i eksperymenty można było kontynuować. Biorąc zapisy, Becquerel postanowił je rozwinąć. Po wywołaniu płytek naukowiec zobaczył na nich sylwetki próbek uranu. Nie rozumiejąc niczego, Becquerel postanowił powtórzyć losowy eksperyment.

Umieścił dwie płytki w światłoszczelnym pudełku, posypał je solą uranową, umieszczając najpierw na jednej szkło, a na drugiej płytkę aluminiową. Wszystko to przebywało w ciemnym pokoju przez pięć godzin, po czym Becquerel wywołał klisze fotograficzne. I co - sylwetki próbek znów są wyraźnie widoczne. Oznacza to, że niektóre promienie powstają w solach uranu. Wyglądają jak promienie rentgenowskie, ale skąd pochodzą? Jedno jest pewne: nie ma związku pomiędzy promieniowaniem rentgenowskim a fosforescencją.

Poinformował o tym na posiedzeniu Akademii Nauk w dniu 2 marca 1896 r., całkowicie dezorientując wszystkich jej członków.

Becquerel ustalił również, że natężenie promieniowania tej samej próbki nie zmienia się w czasie i że nowe promieniowanie jest w stanie wyładować ciała naelektryzowane.

Większość członków Akademii Paryskiej po kolejnym raporcie Becquerela na posiedzeniu 26 marca uznała, że ​​miał on rację.

Zjawisko odkryte przez Becquerela nazwano radioaktywność, za namową Marii Skłodowskiej-Curie.

Maria Skłodowska – Curie

Radioaktywność - zdolność atomów niektórych pierwiastków chemicznych do spontanicznej emisji.

W 1897 roku Maria, realizując rozprawę doktorską, wybierając temat badań - odkrycie Becquerela (Pierre Curie poradził żonie, aby wybrała ten temat), postanowiła znaleźć odpowiedź na pytanie: jakie jest prawdziwe źródło uranu promieniowanie? W tym celu postanawia zbadać dużą liczbę próbek minerałów i soli i dowiedzieć się, czy tylko uran ma właściwość promieniowania. Pracując z próbkami toru, odkrywa, że ​​podobnie jak uran wytwarza on te same promienie i mniej więcej taką samą intensywność. Oznacza to, że zjawisko to okazuje się być właściwością nie tylko uranu i należy mu nadać specjalną nazwę. Uran i tor nazywano pierwiastkami radioaktywnymi. Kontynuowano prace nad nowymi minerałami.

Pierre jako fizyk czuje wagę swojej pracy i chwilowo porzucając badanie kryształów, zaczyna współpracować z żoną. W wyniku tej wspólnej pracy odkryto nowe pierwiastki promieniotwórcze: polon, rad itp.

W listopadzie 1903 roku Towarzystwo Królewskie przyznało Pierre'owi i Marii Curie jedną z najwyższych nagród naukowych w Anglii, Medalem Davy'ego.

13 listopada państwo Curie i Becquerel otrzymali telegram ze Sztokholmu z informacją, że cała trójka otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za wybitne odkrycia w dziedzinie radioaktywności.

Pracę zapoczątkowaną przez państwo Curie kontynuowali ich uczniowie, wśród których była córka Irena i zięć Frédéric Joliot, którzy za odkrycie w 1935 roku zostali laureatami Nagrody Nobla sztuczna radioaktywność .

Irena i Fryderyk Curie – Joliot

Fizycy angielscy E. Rutherforda I F. Soddy'ego Udowodniono, że we wszystkich procesach promieniotwórczych zachodzą wzajemne przemiany jąder atomowych pierwiastków chemicznych. Badanie właściwości promieniowania towarzyszącego tym procesom w polu magnetycznym i elektrycznym wykazało, że dzieli się ono na cząstki a, cząstki b oraz promienie g (promieniowanie elektromagnetyczne o bardzo krótkiej długości fali).

E. Rutherforda F. Soddy'ego

Jakiś czas później, w wyniku badania różnych cech fizycznych i właściwości tych cząstek (ładunek elektryczny, masa itp.), udało się ustalić, że cząstka b jest elektronem, a cząstka a jest w pełni zjonizowanym atomem pierwiastek chemiczny hel (tj. atom helu, który utracił oba elektrony).

Poza tym okazało się, że radioaktywność to zdolność niektórych jąder atomowych do spontanicznej przemiany w inne jądra wraz z emisją cząstek.

Na przykład znaleziono kilka odmian atomów uranu: o masach jądrowych w przybliżeniu równych 234 amu, 235 amu, 238 amu. i 239 amu Co więcej, wszystkie te atomy miały te same właściwości chemiczne. W ten sam sposób weszły w reakcje chemiczne, tworząc te same związki.

Niektóre reakcje jądrowe wytwarzają wysoce przenikliwe promieniowanie. Promienie te przenikają przez warstwę ołowiu o grubości kilku metrów. Promieniowanie to jest strumieniem neutralnie naładowanych cząstek. Cząstki te nazywane są neutrony.

Niektóre reakcje jądrowe wytwarzają wysoce przenikliwe promieniowanie. Promienie te występują w różnych typach i mają różną siłę przenikania. Na przykład, strumień neutronów przenika przez kilkumetrową warstwę ołowiu.

2.2. Źródła promieniowania

Promieniowanie jest bardzo liczne i zróżnicowane, ale możemy je rozróżnić siedem jego głównych źródeł.

Pierwsze źródło jest nasza Ziemia. Promieniowanie to tłumaczy się obecnością pierwiastków promieniotwórczych na Ziemi, których stężenie jest bardzo zróżnicowane w różnych miejscach.

Drugie źródło promieniowanie - przestrzeń, z której strumień wysokoenergetycznych cząstek nieustannie spada na Ziemię. Źródłami promieniowania kosmicznego są eksplozje gwiazd w Galaktyce i rozbłyski słoneczne.

Trzecie źródło Promieniowanie to radioaktywne materiały naturalne wykorzystywane przez człowieka do budowy obiektów mieszkalnych i przemysłowych. Średnio moc dawki wewnątrz budynków jest o 18% - 50% większa niż na zewnątrz. Człowiek spędza trzy czwarte swojego życia w pomieszczeniach zamkniętych. Osoba stale przebywająca w pomieszczeniu zbudowanym z granitu może otrzymać - 400 mrem/rok, z cegły czerwonej - 189 mrem/rok, z betonu - 100 mrem/rok, z drewna - 30 mrem/rok.

CzwartyŹródło radioaktywności jest mało znane ludności, ale nie mniej niebezpieczne. Są to materiały radioaktywne, których człowiek używa na co dzień.

Tusze do drukowania czeków bankowych zawierają węgiel radioaktywny, który zapewnia łatwą identyfikację sfałszowanych dokumentów.

Uran służy do produkcji farb lub emalii na ceramice i biżuterii.

Do produkcji szkła wykorzystuje się uran i tor.

Zęby wykonane ze sztucznej porcelany są wzmocnione uranem i cerem. Jednocześnie promieniowanie na błony śluzowe przylegające do zębów może sięgać 66 rem/rok, natomiast roczna dawka dla całego organizmu nie powinna przekraczać 0,5 rem (czyli 33 razy więcej)

Ekran telewizora emituje 2-3 mrem/rok na osobę.

Piątyźródło – przedsiębiorstwa zajmujące się transportem i przetwarzaniem materiałów promieniotwórczych.

SzóstyŹródłem promieniowania są elektrownie jądrowe. W elektrowniach jądrowych m.in.

Oprócz odpadów stałych występują także odpady ciekłe (zanieczyszczona woda z obiegów chłodzenia reaktorów) i odpady gazowe zawarte w dwutlenku węgla używanym do chłodzenia.

SiódmyŹródłem promieniowania radioaktywnego są instalacje medyczne. Pomimo powszechności ich stosowania w codziennej praktyce, niebezpieczeństwo promieniowania z nich jest znacznie większe niż ze wszystkich omówionych powyżej źródeł i czasami sięga kilkudziesięciu remów. Jedną z powszechnych metod diagnostycznych jest aparat rentgenowski. Tak więc przy radiografii zębów - 3 rem, przy fluoroskopii żołądka - to samo, przy fluorografii - 370 mrem.

Co dzieje się z materią podczas promieniowania radioaktywnego?

Po pierwsze, niesamowitą konsystencję, z jaką pierwiastki radioaktywne emitują promieniowanie. W ciągu dni, miesięcy, lat intensywność promieniowania nie zmienia się zauważalnie. Nie ma na nią wpływu ogrzewanie ani zwiększone ciśnienie; reakcje chemiczne, w które wszedł pierwiastek promieniotwórczy, również nie miały wpływu na intensywność promieniowania.

Po drugie radioaktywności towarzyszy uwalnianie energii, która jest uwalniana w sposób ciągły przez wiele lat. Skąd pochodzi ta energia? Kiedy substancja staje się radioaktywna, zachodzą w niej głębokie zmiany. Założono, że przemianom ulegają same atomy.

Obecność tych samych właściwości chemicznych oznacza, że ​​wszystkie te atomy mają taką samą liczbę elektronów w powłoce elektronowej, a co za tym idzie, takie same ładunki jądrowe.

Jeżeli ładunki jąder atomowych są takie same, wówczas atomy te należą do tego samego pierwiastka chemicznego (pomimo różnic w ich masach) i mają tę samą liczbę atomową w tabeli D.I. Mendelejew. Nazywa się odmiany tego samego pierwiastka chemicznego, które różnią się masą jąder atomowych izotopy .

3. Produkcja i zastosowanie izotopów promieniotwórczych

Izotopy promieniotwórcze występujące w przyrodzie nazywane są naturalny. Jednak wiele pierwiastków chemicznych występuje w przyrodzie tylko w stanie stabilnym (tj. Radioaktywnym).

W 1934 roku francuscy naukowcy Irène i Frédéric Joliot-Curie odkryli, że izotopy promieniotwórcze mogą powstawać sztucznie w wyniku reakcji jądrowych. Izotopy te nazwano sztuczny .

Do produkcji sztucznych izotopów promieniotwórczych zwykle wykorzystuje się reaktory jądrowe i akceleratory cząstek. Istnieje branża specjalizująca się w produkcji takich elementów.

Następnie otrzymano sztuczne izotopy wszystkich pierwiastków chemicznych. W sumie znanych jest obecnie około 2000 izotopów promieniotwórczych, z czego 300 ma charakter naturalny.

Obecnie izotopy promieniotwórcze są szeroko stosowane w różnych dziedzinach działalności naukowej i praktycznej: technologii, medycynie, rolnictwie, komunikacji, wojsku i niektórych innych. W tym wypadku tzw metoda znakowanego atomu.

3.1.Zastosowanie izotopów w medycynie

Zastosowanie izotopów Jednym z najwybitniejszych badań przeprowadzonych z wykorzystaniem „znakowanych atomów” było badanie metabolizmu organizmów.

Za pomocą izotopów ujawniono mechanizmy rozwoju (patogenezę) wielu chorób; Wykorzystuje się je również do badania metabolizmu i diagnozowania wielu chorób.

Izotopy wprowadzane są do organizmu człowieka w niezwykle małych ilościach (bezpiecznych dla zdrowia) i nie są w stanie wywołać żadnych zmian patologicznych. Są one nierównomiernie rozprowadzane po całym organizmie poprzez krew. Promieniowanie powstające podczas rozpadu izotopu rejestrowane jest przez przyrządy (specjalne liczniki cząstek, fotografię) umieszczone w pobliżu ciała człowieka. W rezultacie można uzyskać obraz dowolnego narządu wewnętrznego. Na podstawie tego obrazu można ocenić wielkość i kształt tego narządu, zwiększone lub zmniejszone stężenie izotopu

jego różne części. Można także ocenić stan funkcjonalny (tj. pracę) narządów wewnętrznych na podstawie szybkości akumulacji i eliminacji radioizotopu.

Zatem stan krążenia serca, prędkość przepływu krwi i obraz jam serca określa się za pomocą związków obejmujących izotopy sodu, jodu i technetu; izotopy technetu i ksenonu wykorzystuje się do badania wentylacji płuc i chorób rdzenia kręgowego; makroagregaty albuminy surowicy ludzkiej z izotopem jodu stosowane są w diagnostyce różnych procesów zapalnych w płucach, ich nowotworach oraz różnych chorobach tarczycy.

Zastosowanie izotopów w medycynie

Badanie koncentracji i funkcji wydalniczych wątroby odbywa się za pomocą farby z różem bengalskim z izotopem jodu i złota. Obrazy jelit i żołądka uzyskuje się za pomocą izotopu technetu; śledzioną uzyskuje się za pomocą czerwonych krwinek z izotopem technetu lub chromu; Choroby trzustki diagnozuje się za pomocą izotopu selenu. Wszystkie te dane pozwalają na postawienie prawidłowej diagnozy choroby.

Metodą „znakowanych atomów” bada się także różne nieprawidłowości w funkcjonowaniu układu krążenia i wykrywa nowotwory (ponieważ to w nich gromadzą się niektóre radioizotopy). Dzięki tej metodzie odkryto, że w stosunkowo krótkim czasie organizm ludzki ulega niemal całkowitej odnowie. Jedynym wyjątkiem jest żelazo, które jest częścią krwi: zaczyna być wchłaniane przez organizm z pożywienia dopiero wtedy, gdy jego zapasy się wyczerpią.

Przy wyborze izotopu ważną kwestią jest czułość metody analizy izotopów, a także rodzaj rozpadu promieniotwórczego i energia promieniowania.

W medycynie izotopy promieniotwórcze wykorzystuje się nie tylko do diagnostyki, ale także do leczenia niektórych chorób, takich jak nowotwory, choroba Gravesa-Basedowa itp.

Ze względu na stosowanie bardzo małych dawek radioizotopów, narażenie organizmu na promieniowanie w trakcie diagnostyki i leczenia radiologicznego nie stwarza zagrożenia dla pacjentów.

3.2. Izotopy promieniotwórcze w rolnictwie

Coraz częściej stosuje się izotopy promieniotwórcze rolnictwo. Napromienianie nasion roślin (bawełny, kapusty, rzodkiewki itp.) małymi dawkami promieni gamma z leków radioaktywnych prowadzi do zauważalnego wzrostu plonów. Duże dawki promieniowania powodują mutacje w roślinach i mikroorganizmach, co w niektórych przypadkach prowadzi do pojawienia się mutantów o nowych cennych właściwościach ( wybór radia). W ten sposób wyhodowano cenne odmiany pszenicy, fasoli i innych roślin uprawnych, a także uzyskano wysoce produktywne mikroorganizmy wykorzystywane do produkcji antybiotyków.

Promieniowanie gamma izotopów promieniotwórczych jest również wykorzystywane do zwalczania szkodliwych owadów i konserwacji żywności. „Oznakowane atomy” są szeroko stosowane w technologii rolniczej. Na przykład, aby dowiedzieć się, który nawóz fosforowy jest lepiej wchłaniany przez roślinę, różne nawozy są oznaczane radioaktywnym fosforem. Badając rośliny pod kątem radioaktywności, można określić ilość fosforu, jaki pobrały z różnych rodzajów nawozów.

Metoda węgla radioaktywnego znalazła ciekawe zastosowanie do określania wieku starożytnych obiektów pochodzenia organicznego (drewno, węgiel drzewny, tkaniny itp.). Rośliny zawsze zawierają beta radioaktywny izotop węgla z okresem półtrwania T = 5700 lat. Powstaje w atmosferze ziemskiej w małych ilościach z azotu pod wpływem neutronów. Te ostatnie powstają w wyniku reakcji jądrowych wywołanych szybkimi cząstkami dostającymi się do atmosfery z kosmosu (promieniami kosmicznymi). Łącząc się z tlenem, węgiel ten tworzy dwutlenek węgla, który jest wchłaniany przez rośliny, a za ich pośrednictwem przez zwierzęta.

Izotopy są szeroko stosowane do określania właściwości fizycznych gleby

i zasobów zawartych w nim składników pokarmowych roślin, badanie interakcji gleby i nawozów, procesów wchłaniania składników pokarmowych przez rośliny oraz przedostawania się pokarmu mineralnego do roślin przez liście. Izotopy służą do identyfikacji wpływu pestycydów na organizm roślinny, co pozwala określić stężenie i czas ich stosowania w uprawach. Metodą izotopową bada się najważniejsze właściwości biologiczne roślin uprawnych (przy ocenie i selekcji materiału hodowlanego), plon, wczesne dojrzewanie i odporność na zimno.

W hodowla bydła badają procesy fizjologiczne zachodzące w organizmie zwierząt, analizują paszę pod kątem zawartości substancji toksycznych (których niewielkie dawki są trudne do określenia metodami chemicznymi) i mikroelementów. Przy pomocy izotopów opracowywane są metody automatyzacji procesów produkcyjnych, na przykład oddzielania roślin okopowych od kamieni i brył gleby podczas zbioru kombajnem na glebach skalistych i ciężkich.

3.3.Chronometria promieniowania

Niektóre izotopy promieniotwórcze można z powodzeniem wykorzystać do określenia wieku różnych skamieniałości ( chronometria radiacyjna). Najpopularniejsza i najskuteczniejsza metoda chronometrii radiacyjnej opiera się na pomiarze radioaktywności substancji organicznych, którą wywołuje radioaktywny węgiel (14C).

Badania wykazały, że na każdy gram węgla w dowolnym organizmie następuje 16 radioaktywnych rozpadów beta na minutę (dokładniej 15,3 ± 0,1). Po 5730 latach w każdym gramie węgla rozpadnie się tylko 8 atomów na minutę, po 11 460 latach - 4 atomy.

Jeden gram węgla z młodych próbek leśnych emituje około piętnastu cząstek beta na sekundę. Po śmierci organizmu jego uzupełnianie węglem radioaktywnym ustaje. Dostępna ilość tego izotopu zmniejsza się w wyniku radioaktywności. Określając procentową zawartość węgla radioaktywnego w szczątkach organicznych, można określić ich wiek, jeśli mieści się on w przedziale od 1000 do 50 000, a nawet do 100 000 lat.

Liczbę rozpadów promieniotwórczych, czyli radioaktywność badanych próbek, mierzy się za pomocą detektorów promieniowania radioaktywnego.

Zatem mierząc liczbę rozpadów promieniotwórczych na minutę w określonej ilości wagowej materiału badanej próbki i przeliczając tę ​​liczbę na gram węgla, możemy określić wiek obiektu, z którego pobrano próbkę. Metodą tą określa się wiek mumii egipskich, pozostałości prahistorycznych pożarów itp.

3.4. Zastosowanie substancji radioaktywnych izotopy w przemyśle

Jednym z przykładów jest poniższa metoda monitorowania zużycia pierścieni tłokowych w silnikach spalinowych. Napromieniowując pierścień tłokowy neutronami, powodują w nim reakcje jądrowe i czynią go radioaktywnym. Kiedy silnik pracuje, cząstki materiału pierścieni dostają się do oleju smarowego. Badając poziom radioaktywności oleju po pewnym czasie pracy silnika, określa się zużycie pierścieni. Izotopy promieniotwórcze pozwalają ocenić dyfuzję metali, procesy w wielkich piecach itp. Silne promieniowanie gamma z preparatów radioaktywnych wykorzystuje się do badania wewnętrznej struktury odlewów metalowych w celu wykrycia ich wad.

Izotopy wykorzystywane są także w sprzęcie fizyki jądrowej do produkcji liczników neutronów, co pozwala na ponad 5-krotne zwiększenie wydajności zliczania, oraz w energetyce jądrowej jako moderatory i absorbery neutronów.

3.5. Zastosowanie izotopów w nauce

Zastosowanie izotopów w biologia doprowadziło do rewizji wcześniejszych poglądów na temat natury fotosyntezy, a także mechanizmów zapewniających asymilację przez rośliny substancji nieorganicznych węglanów, azotanów, fosforanów itp. Wykorzystując izotopy, przemieszczanie się populacji w biosferze i osobników w jej obrębie danej populacji, migracji drobnoustrojów, a także poszczególnych związków w organizmie. Wprowadzając etykietę do organizmów wraz z pożywieniem lub drogą iniekcji, możliwe było zbadanie prędkości i tras migracji wielu owadów (komary, muchy, szarańcza), ptaków, gryzoni i innych małych zwierząt oraz uzyskanie danych o wielkości ich populacji.

W pobliżu fizjologia i biochemia roślin Za pomocą izotopów rozwiązano szereg problemów teoretycznych i aplikacyjnych: wyjaśniono drogi wnikania minerałów, cieczy i gazów do roślin, a także rolę różnych pierwiastków chemicznych, w tym mikroelementów, w życiu roślin. Wykazano w szczególności, że węgiel przedostaje się do roślin nie tylko przez liście, ale także przez system korzeniowy; drogi i prędkości przemieszczania się szeregu substancji z systemu korzeniowego do łodygi i liści oraz z tych narządów do korzenie zostały założone.

W pobliżu fizjologia i biochemia zwierząt i człowieka badano szybkość przenikania różnych substancji do ich tkanek (m.in. szybkość włączania żelaza do hemoglobiny, fosforu do tkanki nerwowej i mięśniowej, wapnia do kości). Stosowanie „etykietowanej” żywności doprowadziło do nowego zrozumienia szybkości wchłaniania i dystrybucji składników odżywczych, ich „losu” w organizmie oraz pomogło monitorować wpływ czynników wewnętrznych i zewnętrznych (głód, uduszenie, przepracowanie itp.) na metabolizm.

WNIOSEK

Wybitni francuscy fizycy Maria Skłodowska-Curie i Pierre Curie, ich córka Irena i zięć Frédéric Joliot oraz wielu innych naukowców nie tylko wnieśli wielki wkład w rozwój fizyki jądrowej, ale byli zagorzałymi bojownikami o pokój. Przeprowadzili znaczące prace nad pokojowym wykorzystaniem energii atomowej.

W Związku Radzieckim prace nad energią atomową rozpoczęły się w 1943 roku pod przewodnictwem wybitnego radzieckiego naukowca I.V. Kurczatowa. W trudnych warunkach bezprecedensowej wojny radzieccy naukowcy rozwiązali najbardziej złożone problemy naukowe i techniczne związane z opanowaniem energii atomowej. 25 grudnia 1946 r. pod przewodnictwem I.V. Kurczatowa po raz pierwszy na kontynencie Europy i Azji przeprowadzono reakcję łańcuchową. Zaczęło się w Związku Radzieckim era spokojnego atomu.

W trakcie swojej pracy dowiedziałem się, że izotopy promieniotwórcze otrzymane sztucznie znalazły szerokie zastosowanie w nauce, technologii, rolnictwie, przemyśle, medycynie, archeologii i innych dziedzinach. Wynika to z następujących właściwości izotopów promieniotwórczych:

· substancja radioaktywna emituje w sposób ciągły określony rodzaj cząstek, a intensywność nie zmienia się w czasie;

· promieniowanie ma pewną zdolność przenikania;

· radioaktywności towarzyszy uwalnianie energii;

· pod wpływem promieniowania mogą nastąpić zmiany w napromienianej substancji;

· promieniowanie można wykryć na różne sposoby: za pomocą specjalnych liczników cząstek, fotografii itp.

LITERATURA

1. FM Diagilew „Z historii fizyki i życia jej twórców” – M.: Edukacja, 1986.

2. AS Enokhin, O.F. Kabardin i inni „Antologia fizyki” - M.: Edukacja, 1982.

3. P.S. Kudryavtsev. „Historia fizyki” - M.: Edukacja, 1971.

4. G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev „Fizyka 11. klasa”. - M.: Edukacja, 2004.

5. AV Peryszkin, E.V. Gutnik „Fizyka 9. klasa”. - M.: Drop, 2005.

6. Zasoby Internetu.

Recenzja

za pracę egzaminacyjną z fizyki „Zjawisko promieniotwórczości. Jego znaczenie w nauce, technologii, medycynie.”

Autor widzi trafność obranego tematu w możliwościach wykorzystania energii jądrowej do celów pokojowych. Izotopy promieniotwórcze otrzymane sztucznie znalazły szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach działalności naukowej i praktycznej: nauce, technologii, rolnictwie, przemyśle, medycynie, archeologii itp.

Jednakże sekcja „Wprowadzenie” nie wskazuje na istotność i zainteresowanie autora wybranym tematem abstraktu.

Odkrycie promieniotwórczości zostało wyjaśnione w przystępny i logiczny sposób; badania prowadzone z wykorzystaniem „znakowanych atomów”.

Nie we wszystkich przypadkach format streszczenia spełnia wymagania:

· Strony nie są numerowane;

· Każda sekcja nie jest drukowana od nowej strony;

· W tekście nie ma odniesień do ilustracji;

· Sekcja „Literatura” nie zawiera wykazu witryn z zasobami internetowymi.

Ogólnie rzecz biorąc, pomimo drobnych niedociągnięć w kompilacji i projektowaniu, możemy powiedzieć, że streszczenie „Zjawisko radioaktywności. Jego znaczenie w nauce, technologii i medycynie zasługuje na ocenę „dobrą”.

Nauczyciel fizyki, Miejska Instytucja Oświatowa „Pobiedinskaja Szkoła Średnia”: ___________/L.A. Gagarina/