Transcript Prezentacja - INF-WLF

Treści multimedialne - kodowanie,
przetwarzanie, prezentacja
Odtwarzanie treści multimedialnych
Andrzej Majkowski
informatyka +
1
NATURALNE REAKCJE JĄDROWE
część II – prawo rozpadu
promieniotwórczego
Liceum Ogólnokształcące
im. Gen. Mariusza Zaruskiego
w Węgorzewie
Waldemar Czapski
Krzysztof Sauter
informatyka +
2
Układ treści zajęć
1. Aktywność źródeł promieniowania.
2. Prawo rozpadu promieniotwórczego.
3. Okres połowicznego zaniku.
4. Zastosowanie prawa rozpadu
promieniotwórczego.
3
1. Aktywność źródeł promieniowania.
Aktywnością źródła promieniotwórczego nazywamy ilość samoistnych
rozpadów jąder zachodzących w próbce izotopu w ciągu sekundy.
Jednostką aktywności jest 1 Bq (becquerel).
Aktywność próbki izotopu promieniotwórczego wynosi 1 Bq wtedy, gdy w ciągu
sekundy dochodzi w próbce do rozpadu jednego jądra.
kliknij
Od czego zależy aktywność próbki izotopu promieniotwórczego?
- od rodzaju izotopu (jego własności promieniotwórczych),
- od wielkości próbki.
Od czego zależy wpływ izotopów promieniotwórczych na organizmy żywe?
- od ich aktywności,
- od rodzaju promieniowania emitowanego przez dany izotop.
2. Prawo rozpadu promieniotwórczego
Wszystkie izotopy promieniotwórcze wraz z upływem czasu ulegają
samoistnym przemianom w inne pierwiastki lub izotopy.
Zjawisko to opisywane jest za pomocą statystycznego prawa nazywanego
prawem zaniku promieniotwórczego lub prawem rozpadu.
Prawo to można przedstawić za pomocą funkcji:
N = N0  e-t
N – ilość jąder izotopu promieniotwórczego w próbce, które nie uległy
rozpadowi po upływie czasu t
N0 – ilość początkowa jąder izotopu promieniotwórczego,
 - stała rozpadu promieniotwórczego, wielkość charakterystyczna dla każdego
izotopu promieniotwórczego,
e – liczba Nepera, e  2,7183
5
Prawo rozpadu promieniotwórczego cd.
Wykres ilustrujący prawo zaniku promieniotwórczego.
kliknij
N
N0
t
Można zauważyć, że aktywność próbki izotopu promieniotwórczego teoretycznie
nigdy nie maleje do zera. Z fizycznego punktu widzenia, po pewnym czasie
aktywność jest tak nikła, że możemy uznać ją za nieistotną. Czas ten nazywamy
średnim czasem życia danego izotopu. Średni czas życia jest cech charakterystyczną
każdego izotopu.
6
Prawo rozpadu promieniotwórczego cd.
Podstawowe wnioski z wynikające z prawa rozpadu:
a) ilość izotopów promieniotwórczych występujących przyrodzie nieustannie
maleje,
b) aktywność, każdej próbki promieniotwórczej maleje wraz z upływem czasu,
c) izotopy promieniotwórcze przekształcają się w promieniotwórcze izotopy
innych pierwiastków, które również ulegają naturalnym przemianom
jądrowym co prowadzi do powstania szeregu promieniotwórczego
pierwiastków; szereg taki kończy się na stabilnym izotopie.
7
3. Okres połowicznego zaniku
Wielkością charakteryzującą izotopy promieniotwórcze jest okres
połowicznego zaniku (symbol T1/2).
Jest to czas po upływie, którego połowa jąder w próbce danego
izotopu ulegnie rozpadowi. Okres połowicznego zaniku jest
wielkością tabelaryczną.
Związek stałej rozpadu z okresem połowicznego zaniku:
 = 0,693/T1/2
Prawo rozpadu promieniotwórczego w postaci z T1/2
N = N0 / 2 t / T1/2
Przykładowe okresy połowicznego zaniku:
14
6
C - 5570lat
131
53
J - 8,1dni
235
92
U - 7,1 108 lat
238
92
U - 4,498  109 lat
4. Zastosowanie prawa zaniku promieniotwórczego.
Zadanie 1
Okres połowicznego zaniku kobaltu wynosi około 5 lat. Jaka część masy kobaltu
pozostanie po upływie 10 lat?
Podpowiedź 1
Podpowiedź 2
Podpowiedź 3
9
Zastosowanie prawa zaniku promieniotwórczego cd.
Zadanie 1
Okres połowicznego zaniku kobaltu wynosi około 5 lat. Jaka część masy kobaltu
pozostanie po upływie 10 lat?
Podpowiedź 1
Skorzystaj z prawa zaniku: N = N0 / 2 t / T1/2
Podpowiedź 2
Podpowiedź 3
10
Zastosowanie prawa zaniku promieniotwórczego cd.
Zadanie 1
Okres połowicznego zaniku kobaltu wynosi około 5 lat. Jaka część masy kobaltu
pozostanie po upływie 10 lat?
Podpowiedź 1
Podpowiedź 2
Skorzystaj z prawa zaniku: N = N0 / 2 t / T1/2
N / N0= 1 / 2 10 / 5
Podpowiedź 3
11
Zastosowanie prawa zaniku promieniotwórczego cd.
Zadanie 1
Okres połowicznego zaniku kobaltu wynosi około 5 lat. Jaka część masy kobaltu
pozostanie po upływie 10 lat?
Podpowiedź 1
Podpowiedź 2
Podpowiedź 3
Skorzystaj z prawa zaniku: N = N0 / 2 t / T1/2
N / N0= 1 / 2 10 / 5
N / N0= 1 / 4
Zadanie 2
Jaki procent promieniotwórczego fosforu o okresie połowicznego
zaniku T1/2 = 14 dni pozostanie po 140 dniach?
Wyświetl rozwiązanie zadania 2
12