9 класс. Урок 53-54. Период полураспада радионуклидов. Решение задач

Радиоактивность — это явление самопроизвольного превращения неустойчивого изотопа одного химического эле­мента в изотоп другого элемента, сопровождающееся испу­сканием частиц, обладающих большой проникающей способ­ностью.
Резерфордом и другими исследователями было экспериментально доказано, что радиоактивное излучение можно разделить на три вида: a-, b- и g-излучения.
Такие названия излучения получили по первым буквам греческого алфавита.
Скорость уменьшения количества радиоактивных ядер у разных веществ различна и зависит от физической величины, называемой периодом полураспада.

Видеоурок: Закон радиоактивного распада. Период полураспада.

Видеоурок: Решение задач на применение закона радиоактивного распада.

Период полурас­пада — это промежуток времени, в течении которого распадается половина первоначального количества ядер.

Выведем зависимость числа радиоактивных атомов от времени и периода полураспада. Время будем отсчитывать от момента начала наблюдения, когда число радиоактивных атомов в источнике излучения было равно N0.

Тогда через промежуток времени, равный периоду полураспада, число не распавшихся ядер уменьшится вдвое. Спустя еще такой же промежуток времени, число нераспавшихся ядер еще раз уменьшится вдвое, а, по сравнению с первоначальным количеством — вчетверо раз. По истечении времени

Поскольку n можно выразить через промежуток времени и период полураспада, то получим формулу, которая является аналитическим выражением закона радиоактивного распада, установленного Фредериком Содди:

Зная закон радиоактивного распада, можно определить число распавшихся ядер за любой промежуток времени.

Из закона радиоактивного распада следует, что чем больше период полураспада элемента, тем дольше он «живет» и излучает, представляя опасность для живых организмов.

В этом со всей наглядностью убеждают представленные на рисунке графики зависимости числа оставшихся ядер от времени, построенные для изотопов йода и селена.

Для количественной характеристики числа распадов в единицу времени вводится физическая величина, называемая активностью радиоактивного элемента.

В системе СИ единицей активности является Бк (беккерель) — это активность радиоактивного препарата, в котором происходит распад одного ядра за одну секунду.

Внесистемная единица активности — Ки (кюри).

Возникающие в результате радиоактивного распада ядра могут быть, в свою очередь, радиоактивными. Это приводит к возникновению цепочки или ряда радиоактивных превращений, заканчивающихся стабильным изотопом. Совокупность ядер, образующих такую цепочку, называется радиоактивным семейством. Известны три радиоактивных семейства: семейство урана-238, семейство тория и семейство актиния. Все семейства заканчиваются стабильными изотопами свинца.