Из курса физики в 11 классе известно, что радиоактивное излучение испускается тяжелыми элементами при радиоактивном распаде. Ядро тяжелого элемента превращается в более легкие, испуская при этом излучение, которое имеет сложный состав. Поговорим кратко об основных видах радиоактивного излучения — альфа, бета, гамма.
Радиоактивность была случайно открыта А. Беккерелем в конце XIX в. Оказалось, что все тяжелые элементы с номером более 83 постоянно испускают невидимые лучи, которые способны засвечивать фотопластинки даже без их экспонирования.
При более детальном исследовании радиоактивного излучения выяснилось, что оно имеет сложный состав. Э. Резерфорд поставил эксперимент, в котором радиоактивное излучение радия проходило сквозь сильное магнитное поле и при этом распадалось на три компоненты с различными проникающими и ионизирующими способностями. Эти компоненты были названы альфа-, бета-, гамма-излучением.
В дальнейшем были обнаружены и некоторые другие виды излучения (например, нейтронное), однако эти три вида встречались наиболее часто и сопровождали распад практически всех тяжелых элементов.
Альфа-лучами назвали положительно заряженные частицы, слабо отклонявшиеся магнитным полем. Альфа-излучение обладало самой малой проникающей способностью, но при этом наиболее сильно ионизировало вещество. По отклонению альфа-частиц установили, что отношение заряда к массе у этих частиц вдвое меньше, чем у протона, а масса — вчетверо больше, чем масса протона.
Было сделано предположение (позже доказанное), что альфа-частицы представляют собой ядра гелия. Большой заряд и масса частиц обусловили их высокую ионизирующую способность. При этом частицы быстро теряют энергию, и поэтому проникающая способность альфа-частиц очень невелика.
Слой вещества порядка миллиметра полностью задерживает поток альфа-частиц. Например, внутрь живой ткани альфа-частицы не проникают, задерживаясь кожей. Однако высокая ионизирующая способность приводит к сильным кожным ожогам. Еще более опасно попадание альфа-радиоактивных препаратов внутрь организма.
Бета-излучением были названы лучи, сильно отклоняющиеся магнитным полем в противоположную (относительно альфа-излучения) сторону. Такое отклонение означало, что бета-частицы имеют отрицательный заряд, а их отношение заряда к массе гораздо больше, чем у альфа-частиц и у протонов.
Дальнейшие исследования бета-излучения показали, что оно имеет все те же характеристики, что и катодные лучи, а в 1897 г. Дж. Томсон открыл электрон и доказал, что бета-частицы являются электронами, летящими с большой скоростью.
Бета-излучение обладает меньшей ионизирующей способностью, по сравнению с альфа-излучением, но при этом более глубоко проникает в вещество.
Наиболее высокой проникающей способностью обладает гамма-излучение. Эта компонента радиоактивных лучей не взаимодействует с магнитным полем, следовательно, гамма-частицы не имеют электрического заряда. Детальное изучение гамма-частиц показало, что их свойства эквивалентны квантам электромагнитного излучения (фотонам) высоких энергий с очень малой длины волны.
Гамма-излучение обладает наименьшей ионизирующей и наибольшей проникающей способностью: для защиты от гамма-излучения требуется слой вещества большой толщины.
Сравнительные характеристики радиоактивных излучений удобно представить в виде таблицы:
Главными компонентами радиоактивного излучения являются альфа-, бета- и гамма-частицы. Альфа-частицы — это положительно заряженные ядра гелия, бета-частицы — это отрицательные электроны, гамма-частицы — это нейтральные фотоны высоких энергий.
Источник
Таблица «Радиоактивные излучения» составлена к уроку физики в 9 классе по теме «Биологическое действие радиации». В таблице систематизированы свойства корпускулярных и волновых излучений по следующим признакам:
Радиоактивные излучения
Проникающая способность
Ионизирующая способность
Распространение в воздухе
Распространение в жидкостях и твердых телах
Корпускулярные излучения
Внешнее облучение безвредно, опасно при попадании внутрь
Плотный лист бумаги полностью задерживает α-излучкение. Надежной защитой является одежда.
В воде и живых тканях-до 3 см
При внешнем облучении организма на глубину около 1 мм проникает 20-25% частиц. Поэтому внешнее облучение опасно лишь при попадании непосредственно на кожу (глаза или внутрь)
Не ходить по земле босиком в зоне заражения — в г Народичи Житомир обл 100 км от ЧАЭС наблюдались бета-ожоги ног.
Одежда защищает на 50%, оконное стекло, металлические экраны полностью
Защищает слой алюминия в несколько мм
(Проникают в живую ткань и захватываются ядрами атомов)
Для быстрых нейтронов -120 м
В воде и живых тканях-до 3 см
Легкие водородосодержащие материалы: полиэтилен, парафин, вода
Проникающая способность
Ионизирующая способность
Распространение в воздухе
Распространение в жидкостях и твердых телах
Возникает при р/а превращениях
Слой половинного ослабления (ослабление энергии в 2 раза) Вода=23 см
Тяжелые металлы – свинец используется наиболее часто
Возникает в специальных вакуумных рентгеновских трубках при торможении быстро летящих электронов
Меньше, чем у гамма-излучени
Используются для экспериментального облучения животных, семян, растений. Для просвечивания людей.
Источник
Тема урока: «Радиоактивность. Типы радиоактивного излучения».
Цели урока: формирование представления о явлении радиоактивности, о физической природе и свойствах α-, β-, γ-излучений; углубление знаний учащихся о структуре атома.
познакомить учащихся с историей открытия явления радиоактивности и физической природой этого явления, объяснить правило смещения и научить применять его с помощью периодической системы химических элементов;
развивать интерес к предмету, расширить кругозор учащихся, воспитывать стремление к овладению знаниями.
Оборудование: интерактивная доска, компьютер, видеопроектор, презентация PowerPoint «Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений», периодическая таблица Менделеева Д.И.
Источник