Радиоактивные превращения. Закон радиоактивного распада

Радиоактивные превращения. Закон радиоактивного распада

Что происходит с веществом при радиоактивном излучении?

Ответить на этот вопрос в начале 20 века было трудно. В этом излучении было много странного:

1) Удивительное постоянство излучения: на протяжении многих месяцев, лет интенсивность излучения урана, радия, тория не менялись, на неё не влияли внешние физические действия: увеличения давления, нагревание, химические реакции, в которые вступали эти элементы.

2) При радиоактивном излучении выделяется много энергии. Пьер Кюри экспериментально установил, что 1 г радия за 1 час выделяет ≈ 582 Дж энергии, (Чтобы поднять тело m = 10 кг на высоту 6 м, мы затрачиваем энергию E = mgh ≈ 600 Дж Сравним!) и эта энергия выделяется постоянно на протяжении многих лет…

Откуда она берётся? Что происходит с атомами при радиоактивных превращениях?

Оказалось, что ядра урана, радия, тория и др. по своей природе недостаточно прочны и без всякого внешнего воздействия последовательно превращаются в более простые устойчивые ядра других элементов.

Подобное самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в ядра атомов других элементов называют радиоактивным распадом.

Опытным путём Резерфорд установил основной закон радиоактивного распада.

Т – период полураспада – интервал времени, в течении которого распадается половина начального числа радиоактивных атомов.

Вывод закона:

t	N
0	N₀
T
2T
3T
nT

Пусть в начальный момент времени было N₀ радиоактивных атомов, тогда

t = n T ⇒ n = ; тогда N = или - основной закон радиоактивного распада

здесь N – число оставшихся ядер. Число распавшихся ядер: N_р = N₀ – N

Т_урана = 4,5 млр лет, Т_радия= 1600 лет ⇒ радий значительно активнее урана. Чем меньше период полураспара, тем активнее элемент. Есть вещества с Т = 10^-6 с, они в свободном состоянии в природе не встречаются.

Физический смысл закона:

За любой интервал времени распадается одна и та же доля имеющихся атомов; с течением времени скорость распада не изменяется. Радиоактивные атомы не стареют. Предсказать, когда распадётся данный атом невозможно. Определённый смысл имеет только утверждение о поведении в среднем большого числа атомов. Можно лишь определить среднее время жизни атомов – , 1,4 Т

Закон радиоактивного распада – статистический закон.

12 Следующая ⇒