Радиоактивные превращения атомных ядер

1.

1

2.

Открытие радиоактивных превращений
атомных ядер
Фредерик Содди
1877 - 1956
Эрнест Резерфорд
1871–1937
В 1903 г. обнаружили, что радий
превращается в радон в
результате альфа-распада.
2

3.

Обозначение ядер химических
элементов
X химический символ элемента
- Массовое число
А
Z
Зарядовое
число
X
- Зарядовое число
- Номер химического элемента
- Заряд ядра в элементарных
электрических зарядах
Массовое
число
226
88
Ra
3

4.

Обозначение ядер химических элементов
и частиц
Примеры:
Частицы:
222
86
4
2
Rn
He
0
1
1
1
e электрон
р протон
1
0
4
2
n нейтрон
He
- Альфа частица
4

5.

Правила смещения
А) Альфа – распад: зарядовое число (порядковый
номер) элемента уменьшается на две единицы, а
массовое число – на четыре единицы
А
Z
X
А 4
Z 2
226
88
А
Z
Y He
4
2
Ra
X исходный
радиоактив ный элемент
Rn He
222
86
4
2
Y химический элемент,
А- 4
Z -2
получивший ся в результате
- распада
5

6.

Правило смещения
Б) При альфа – распаде химического элемента
образуется другой элемент, который расположен
в таблице Д.И.Менделеева на две клетки ближе к
ее началу, чем исходный.
239
94
214
84
Pu U He
235
92
4
2
Po Pb He
210
82
4
2
6

7.

Запишите уравнения α-распада
U He Th
238
92
237
93
4
2
234
90
Np He Pa
226
88
4
2
233
91
Ra He Rn
4
2
222
86

8.

Правила смещения
Б) Бета– распад: зарядовое число (порядковый номер)
элемента увеличивается на одну единицу, а массовое
число не меняется
А
Z
X Y e
40
19
А
Z 1
0
1
А
Z
X исходный
радиоактив ный элемент
К Са e
40
20
0
1
Y химический элемент,
А
Z 1
получивший ся в результате
- распада
8

9. Правило смещения

Б) При бета – распаде одного химического элемента
образуется другой элемент, который расположен в
таблице Д.И.Менделеева в следующей клетке за
исходным (т.е. на одну клетку ближе к концу таблицы).
A
z
239
93
~
X Y e
A
z 1
0
1
0
0
~
Np Pu e
239
94
0
1
0
0
9

10.

10

11.

Законы сохранения массового числа и
заряда при радиоактивных превращениях
226
88
40
19
Ra Rn He
222
86
4
2
К Са e
40
20
0
1
11

12.

Запишите уравнения β-распада
U e Np
238
92
237
93
226
88
0
1
238
93
Np
e
Ra
0
1
0
1
237
94
Pu
e Ac
226
89

13.

Открытие радиоактивных превращений
атомных ядер
Фредерик Содди
1877 - 1956
Эрнест Резерфорд
1871–1937
5. Вывод: ядра атомов имеют сложный
состав, т. е. состоят из каких-то частиц!?
13

14.

Запишите уравнения α-распада
U He Th
238
92
237
93
4
2
234
90
Np He Pa
226
88
4
2
233
91
Ra He Rn
4
2
222
86

15.

Запишите уравнения β-распада
U e Np
238
92
237
93
226
88
0
1
238
93
Np
e Pu
Ra
0
1
0
1
237
94
e Ac
226
89

16.

Упражнения
1) Пользуясь законами сохранения массового числа
и заряда, определить массовое число и зарядовое
число химического элемента, образующегося после
радиоактивного распада.
Pa ? He
231
91
4
2
Pa Ac He
231
91
227
89
4
2
Ответ : А 227, Z 89, актиний - 227
16

17.

Упражнения
2. В результате какого радиоактивного
распада натрий-22 превращается в
магний – 22?
22
11
Na Mg ?
22
11
22
12
Na Mg е
22
12
0
1
Ответ : бета распад
17

18.

Упражнения
3. Кобальт-60 используется в медицине для
лечения и терапии злокачественных образований
и воспалительных процессов. Кобальт-60 бетарадиоактивен. Напишите реакцию.
Co Ni e
60
27
60
28
0
1
Кобальт-60
В ходе операции пациент
получает ионизирующее
излучение из 192 источников
кобальта-60…
18

19.

Упражнения
4. Углерод -14 используется для исследования
процессов обмена веществ, а также при изучении
фотосинтеза растений. Углерод-14 бета-радиоактивен.
Запишите реакцию.
С e N
14
6
0
1
14
7
19

20. 5. Какие заряд Z и массовое число А будет иметь ядро элемента, получившегося из ядра изотопа полония - 215 после одного α -

Упражнения
5. Какие заряд Z и массовое число А будет
иметь ядро элемента, получившегося из ядра
изотопа полония - 215 после одного α - распада
и одного β - распада?
215
84
Po Pb He
211
82
4
2
Pb Вi e
211
82
211
83
0
1
Ответ : Z 83, А 211, висмут - 211
20

21.

Упражнения
6. Сколько альфа- и бета-распадов
происходит в результате превращения
радия-226 в свинец-206?
226
88
Ra
Серебристoбелый металл
Решение :
206
82
Рв
226 206
N
5
4
6 2 5 N
Cеребристо-серый
металл
N 10 6 4
Ответ : N 5, N 4
21

22.

Упражнения
7. В какой элемент превращается уран-238
после двух β- распадов и одного α –
распада?
U Np е
239
92
Слитки
природного
урана
239
93
239
94
239
93
0
1
Np Рu е
239
94
0
1
Рu U Не
235
92
4
2
Ответ : уран 235
22

23.

6. Зная, каким было материнское ядро и
продукт распада, определите тип распада:
99Tc ? 99Ru
43
44
239 Pu ? 235U
94
92
238U ? 234Th
92
90

24.

4. С помощью периодической таблицы
Менделеева определите, какой элемент возник
в результате распада материнского ядра:
204Tl 0 e ?
81
1
16 N 0 e ?
7
1

25.

4. С помощью периодической таблицы
Менделеева определите, какой элемент возник
в результате распада материнского ядра:
222 Rn 4He ?
86
2
144 Nd 4He ?
60
2

26.

Какой порядковый номер в таблице
Менделеева имеет элемент, который
образуется в результате альфа-распада и
последующего бета-распада ядра элемента
с порядковым номером Z?
1) Z + 2
2) Z + 1
3) Z - 2
4) Z - 1
26

27.

Выберите верное утверждение(-я), если
оно имеется среди предложенных.
β-излучение при явлении радиоактивного
распада является потоком электронов,
вылетающих из
А) электронных оболочек атома
Б) атомного ядра
1) только А
3) и А, и Б
2) только Б
4) ни А, ни Б
27

28.

Какими цифрами обозначены α-, β-,γизлучения на рисунке?
1
2
3
1) 1 – α, 2 – β, 3 - γ
2) 1 – β, 2 – α, 3 - γ
3) 1 – α, 2 – γ, 3 - β
4) 1 – β, 2 – γ, 3 - α
28

29. Решение задач

• 1. Определите ядро какого
химического элемента
образуется из углерода—14 в
результате бета-распада.
• 2. Ядро изотопа висмут-211
получилось из другого ядра
после альфа- и бета- распадов.
Что это за ядро?
• 3. Сколько альфа- и бетараспадов происходит в
результате превращения радия226 в свинец-206?

30.

210
1. Ядро изотопа висмута 83
Bi получилось из
другого ядра после одного α- распада и одного
β- распада. Что это за ядро?
2. В какой элемент превращается 239U
92
после двух β- распадов и одного α –
распада?
3. Ядро полония-216 образовалось после двух
последовательных альфа-распадов. Из какого
ядра оно образовалось?
4. Во что превращается уран—238 после
альфа- и двух бета-распадов?

31. Дополнительные задачи

• 1. Сколько альфа- и бета-частиц теряет ядро тория-234
при превращении в ядро радона-222?
• 2. Определите число протонов и нейтронов в ядрах
берклия-243 и америция-243. В чем отличия этих ядер и
в чем сходство?
• 3. Кобальт -60 используется в медицине для лечения и
терапии злокачественных образований и
воспалительных процессов. Этот изотоп кобальта бетаи радиоактивен. Напишите реакции.
• 4. Углерод -14 используется для исследования
процессов обмена веществ, а также при изучении
фотосинтеза растений. Этот изотоп бета-радиоактивен.
Запишите реакцию.

32.

32