Підручник Фізика 9 клас - Т.М. Засєкіна - Оріон 2017 рік

Розділ 4 ФІЗИКА АТОМА ТА АТОМНОГО ЯДРА. ФІЗИЧНІ ОСНОВИ АТОМНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ

§ 32. АКТИВНІСТЬ РАДІОАКТИВНОЇ РЕЧОВИНИ

Ви дізнаєтесь

- Про характерні особливості радіонуклідів

Пригадайте

- Процес радіоактивних перетворень

Властивості радіоактивного розпаду. З’ясувавши, як саме відбувається процес радіоактивних перетворень, цікаво буде дізнатися про деякі його особливості. Наприклад, маємо деяку кількість радіоактивної речовини. Чи можна з’ясувати, ядро якого з атомів розпадеться першим, а якого — наступним або останнім? Виявилося, що дізнатись про це неможливо. Процес радіоактивного розпаду того чи іншого ядра є випадковою подією. Проте встановлено, що кількість ядер атомів, які розпадаються, весь час змінюється. І ця зміна підпорядковується певній закономірності, яку можна зобразити графічно (мал. 183, с. 160).

Якщо в початковий момент часу t = 0) було N0 радіоактивних ядер, то за деякий час їхня кількість стане вдвічі меншою — . Ще через такий самий проміжок часу їх уже буде і т.д. Час, за який кількість радіонуклідів зменшується вдвічі, називають періодом піврозпаду радіоактивної речовини й позначають літерою Т.

Мaл. 183. Закономірності радіоактивного розпаду: графік (а) і діаграма (б) залежності кількості ядер, що не розпалися, від часу

Період піврозпаду, Т — це фізична величина, що дорівнює часу, протягом якого розпадається половина наявної кількості радіонуклідів певної речовини.

Радіоактивний елемент

Період піврозпаду

Торій

1,41 · 1010 років

Уран-238

4,50 · 109 років

Радій-226

1620 років

Стронцій

27 років

Кобальт

5 років 3 місяці

Каліфорній

55 діб

Лантан-140

40 годин 12 хвилин

Карбон-11

20 хвилин

Радон

52 секунди

Полоній-212

3 · 10-7 секунди

Одиниця періоду піврозпаду в СІ — секунда (1 с).

Активність радіонуклідів. Різні радіоактивні речовини мають різні періоди піврозпаду: одні з них розпадаються швидше, інші — повільніше.

З практичної точки зору, важливою характеристикою процесу радіоактивного розпаду є швидкість, із якою розпадається та чи інша радіоактивна речовина, іншими словами, активність радіоактивного елемента.

Активність радіоактивного елемента, А — це фізична величина, яка чисельно дорівнює кількості розпадів, що відбуваються в певній кількості радіоактивної речовини за одиницю часу.

У результаті фізичних досліджень і математичних обчислень установлено, що активність радіоактивного елемента прямо пропорційна кількості радіонуклідів (N) й обернено пропорційна періоду їхнього піврозпаду(Т): А = . Величину називають сталою радіоактивного розпаду й позначають літерою . Отже, формулу для активності радіоактивного елемента можна записати ще й так: А = N.

Активність вимірюється в розпадах за секунду. За одиницю активності в Міжнародній системі одиниць (СІ) прийнято один розпад за секунду. Ця одиниця названа беккерелем (Бк) на честь французького фізика Антуана Анрі Беккереля. 1 Бк — це активність радіоактивного елемента, у якому за одну секунду відбувається один розпад.

Оскільки швидкість розпаду радіоактивних ізотопів різна, то однакові за масою ядра радіоактивних ізотопів мають різну активність. Чим більше ядер розпадається за одиницю часу, тим більшою є активність даного радіоактивного ізотопу.

З плином часу кількість ядер, що не розпалися внаслідок радіоактивних перетворень, зменшується, а отже, зменшується й активність радіоактивного елемента.

Підбиваємо підсумки

- Період піврозпаду (Т) речовини — це час, за який кількість ядер атомів радіоактивного ізотопу зменшується вдвічі. Одиниця періоду піврозпаду в СІ — секунда (1 с).

- Фізична величина, яка чисельно дорівнює кількості розпадів, що відбуваються в певній радіоактивній речовині за одиницю часу, називається активністю радіоактивного елемента (А).

- Активність радіоактивного елемента прямо пропорційна кількості радіонуклідів й обернено пропорційна періоду їхнього піврозпаду.

ФОРМУЄМО КОМПЕТЕНТНІСТЬ

Я поміркую й зможу пояснити

1. Дайте визначення періоду піврозпаду.

2. Дайте визначення активності радіонукліда. У яких одиницях вона вимірюється?

3. Як пов’язані між собою півперіод піврозпаду, стала радіоактивного розпаду, активність радіоактивного розпаду?

4. Як із часом змінюється активність радіоактивного елемента?

5. Чому радіоактивні елементи з порівняно невеликим періодом піврозпаду (наприклад, радій) не зникли за час існування Землі, адже ядра їхніх атомів весь час перетворюються на інші ядра?

Я можу застосовувати знання й розв'язувати задачі



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити