Презентация "из истории открытия радиоактивности". Презентация "из истории открытия радиоактивности" Скачать презентацию открытие радиоактивности

Открытие радиоактивности. Явление радиоактивности, или спонтанного распада ядер, было открыто А. Беккерелем в 1896 г. Он обнаружил, что уран и его соединения испускают лучи или частицы, проникающие сквозь непрозрачные тела и способные засвечивать фотопластинку. Явление радиоактивности, или спонтанного распада ядер, было открыто А. Беккерелем в 1896 г. Он обнаружил, что уран и его соединения испускают лучи или частицы, проникающие сквозь непрозрачные тела и способные засвечивать фотопластинку..

Радиоактивность Английскими физиками Э. Резерфордом и Ф. Содди было доказано, что во всех радиоактивных процессах происходят взаимные превращения атомных ядер химических элементов. Изучение свойств излучения, сопровождающего эти процессы в магнитном и электрическом полях, показало, что оно разделяется на Альфа-частицы (ядра гелия), Бета - частицы (электроны) и Гамма - лучи (электромагнитное излучение с очень малой длиной волны).Альфа-частицыБета - частицыГамма - лучи

Альфа - излучения α-частица - положительно заряженная частица, образованная 2 протонами и 2 нейтронами. Идентична ядру атома гелия-4. Образуется при альфа – распаде ядер. При этом ядро может перейти в возбуждённое состояние, избыток энергии удаляется при выделении гамма- излучения. Однако вероятность перехода ядра при альфа-распаде на возбуждённый уровень, как правило, сильно подавлена,. Альфа-частицы могут вызывать ядерные реакции; в первой искусственно вызванной ядерной реакции (Э. Резерфорд, 1919, превращение ядер азота в ядра кислорода) участвовали именно альфа- частицы. Альфа-частицы, образованные при распаде ядра, имеют начальную кинетическую энергию в диапазоне 1,815 МэВ При движении альфа-частицы в веществе она создаёт сильную ионизацию и в результате очень быстро теряет энергию.

Воздействие альфа излучений на организм. Радиационный риск при внешнем облучении такими альфа-частицами отсутствует. Однако проникновение альфа-активных радионуклидов внутрь тела, когда облучению подвергаются непосредственно ткани организма, весьма опасно для здоровья. Опасно для здоровья также внешнее облучение высокоэнергичными альфа- частицами, источником которых является ускоритель. Альфа-частицы образуются также в результате ядерных реакций

Бета – излучения. Беккерель доказал, что β-лучи являются потоком электронов, скорость которых специфична для каждого радиоактивного элемента. β-Распад это проявление слабого взаимодействия. β-Распад это радиоактивный распад, сопровождающийся испусканием из ядра электрона и антинейтрино. После β-распада элемент смещается на 1 клетку к концу таблицы Менделеева (заряд ядра увеличивается на единицу), тогда как массовое число ядра при этом не меняется.

Гамма-излучения. Гамма-лучи (γ-лучи) вид электромагнитного излучения с чрезвычайно маленькой длиной волны и ярко выраженными корпускулярными свойствами. На шкале электромагнитных волн оно граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот. Гамма-излучение испускается при переходах между возбуждёнными состояниями ядер элементов. Образуются при радиоактивных превращениях атомных ядер и при ядерных реакциях; γ-лучи в отличие от α-лучей и β-лучей не отклоняются электрическими и магнитными полями и характеризуются большей проникающей способностью. Гамма-излучение используют при γ- дефектоскопии, контроле изделий просвечиванием γ-лучами и др.

Попов Сергей

Радиоактивность. Открытие новых радиоактивных элементов.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Открытие радиоактивности. Открытие новых радиоактивных химических элементов

Антуан Анри Беккерель Французский физик, лауреат Нобелевской премии по физике и один из первооткрывателей радиоактивности. Он занимался исследованием связи люминесценции и рентгеновских лучей, открытых Анри Пуанкаре.

Беккерелю пришла в голову мысль: не сопровождается ли всякая люминесценция рентгеновскими лучами? Для проверки своей догадки он взял несколько соединений, в том числе одну из солей урана, фосфоресцирующую жёлто-зелёным светом. Осветив её солнечным светом, он завернул соль в чёрную бумагу и положил в тёмном шкафу на фотопластинку, тоже завёрнутую в чёрную бумагу. Через некоторое время, проявив пластинку, Беккерель действительно увидел изображение куска соли. Но люминесцентное излучение не могло пройти через чёрную бумагу, и только рентгеновские лучи могли в этих условиях засветить пластинку. Беккерель повторил опыт несколько раз и с одинаковым успехом. В конце февраля 1896 г. на заседании Французской академии наук он сделал сообщение о рентгеновском излучении фосфоресцирующих веществ. Радиоактивность была открыта им в 1896 году

Через некоторое время в лаборатории Беккереля была случайно проявлена пластинка, на которой лежала урановая соль, не облучённая солнечным светом. Она, естественно, не фосфоресцировала, но отпечаток на пластинке получился. Тогда Беккерель стал испытывать разные соединения и минералы урана (в том числе не проявляющие фосфоресценции), а также металлический уран. Пластинка неизменно засвечивалась. Поместив между солью и пластинкой металлический крестик, Беккерель получил слабые контуры крестика на пластинке. Тогда стало ясно, что открыты новые лучи, проходящие сквозь непрозрачные предметы, но не являющиеся рентгеновскими. Беккерель установил, что интенсивность излучения определяется только количеством урана в препарате и совершенно не зависит от того, в какие соединения он входит. Таким образом, это свойство было присуще не соединениям, а химическому элементу - урану.

Мари́я Склодо́вская-Кюри́ - польский учёный-экспериментатор (физик, химик), педагог, общественный деятель. Дважды лауреат Нобелевской премии: по физике (1903) и по химии (1911), первый дважды нобелевский лауреат в истории. Своим открытием Беккерель делится с учёными, с которыми он сотрудничал – Марией Кюри и Пьером Кюри. Пьер Кюри́ - французский учёный-физик, один из первых исследователей радиоактивности, член Французской Академии наук, лауреат Нобелевской премии по физике за 1903 год.

В своих опытах М. Кюри использовала в качестве признака радиоактивности способность радиоактивных веществ ионизовать воздух. Этот признак гораздо более чувствителен, чем способность радиоактивных веществ действовать на фотопластинку. Измерение ионизационного тока: 1 - корпус ионизационной камеры, 2 - электрод, отделенный от 1 изолирующей пробкой 3,4 - изучаемый препарат, 5 -электрометр. Сопротивление R=108-1012 Ом. При достаточно высоком напряжении батареи все ионы, образуемые в объеме камеры ионизующим излучением, собираются на электроды, и через камеру течет ток, пропорциональный ионизационному действию препарата, В отсутствие ионизующих агентов воздух в камере является непроводником, и ток равен нулю.

Они выяснили, что свойством естественной радиоактивности обладают все соединения урана и в наибольшей степени сам уран. Беккерель же вернулся к интересующим его люминофорам. Правда, он сделал ещё одно крупное открытие, относящееся к радиоактивности. Однажды для публичной лекции Беккерелю понадобилось радиоактивное вещество, он взял его у супругов Кюри и положил пробирку в жилетный карман. Прочтя лекцию, он вернул радиоактивный препарат владельцам, а на следующий день обнаружил на теле под жилетным карманом покраснение кожи в форме пробирки. Беккерель рассказал об этом Пьеру Кюри, и тот поставил на себе опыт: в течение десяти часов носил привязанную к предплечью пробирку с радием. Через несколько дней у него тоже появилось покраснение, перешедшее затем в тяжелейшую язву, от которой он страдал в течение двух месяцев. Так впервые было открыто биологическое действие радиоактивности.

В 1898 г. они обнаружили радиоактивность тория, позднее ими были открыты радиоактивные элементы: РАДИЙ ПОЛОНИЙ

Применение В настоящее время радий иногда используют в компактных источниках нейтронов, для этого небольшие его количества сплавляются с бериллием. Под действием альфа-излучения (ядер гелия-4) из бериллия выбиваются нейтроны: 9Be + 4He → 12C + 1n. В медицине радий используют как источник радона для приготовления радоновых ванн (хотя в настоящее время их полезность оспаривается). Кроме того, радий применяют для кратковременного облучения при лечении злокачественных заболеваний кожи, слизистой оболочки носа, мочеполового тракта. Полоний-210 в сплавах с бериллием и бором применяется для изготовления компактных и очень мощных нейтронных источников, практически не создающих γ-излучения. Важной областью применения полония является его использование в виде сплавов со свинцом, иттрием или самостоятельно для производства мощных и весьма компактных источников тепла для автономных установок, например космических. Кроме того, полоний пригоден для создания компактных «грязных бомб» и удобен для скрытной транспортировки, так как практически не испускает гамма-излучения. Поэтому полоний является стратегическим металлом, должен очень строго учитываться, и его хранение должно быть под контролем государства ввиду угрозы ядерного терроризма.

Благодаря открытию радиоактивного распада элементов, созданию электронной теории и новой модели атома, сущность и значение периодического закона Менделеева предстали в новом свете. Было установлено, что порядковый (атомный) номер элемента в периодической системе (он обозначается «Z») имеет реальный физический и химический смысл: он соответствует общему числу электронов в слоях оболочки нейтрального атома элемента и положительному заряду ядра атома. В 1913-1914 гг. английский физик Г.Г. Дж. Мозли (1887-1915) обнаружил прямую связь между спектром рентгеновских лучей элемента и его порядковым числом. К 1917 г. усилиями ученых разных стран было открыто 24 новых химических элемента, а именно: галлий (Ga), скандий (Sc), германий (Ge), фтор (F); лантаноиды: иттербий(Yb), гольмий (Но), тулий (Ти), самарий (Stn), гадолиний (Gd), празеодим (Рг), диспрозий (Dy), неодим (Nd), европий (Ей) и лютеций (Lu); инертные газы: гелий (Не), неон (Ne), аргон (Аг), криптон (Кг), ксенон (Хе) и радон (Rn) и радиоактивные элементы (к которым относился и радон): радий (Ra), полоний (Ро), актиний (Ас) и протактиний (Ра). Количество химических элементов в периодической системе Менделеева увеличилось с 63 в 1869 г. до 87 в 1917.

Радиоактивный элемент - химический элемент, все изотопы которого радиоактивны. На практике этим термином часто называют всякий элемент, в природной смеси которого присутствует хотя бы один радиоактивный изотоп, то есть если элемент проявляет радиоактивность в природе. Кроме того, радиоактивными оказываются все изотопы любого из синтезированных на сегодняшний день искусственных элементов.

Радиоактивный химический элемент, при нормальных условиях - нестабильные кристаллы тёмно-синего цвета. Впервые астат был получен искусственно в 1940 Д. Корсоном, К. Р. Маккензи и Э. Сегре. В 1943-1946 годах изотопы астата были обнаружены в составе природных радиоактивных рядов. Астат является наиболее редким элементом среди всех, обнаруженных в природе. В основном его изотопы получают облучением металлических висмута или тория α-частицами высокой энергии с последующим отделением астата соосаждением, экстракцией, хроматографией или дистилляцией. Весьма перспективным для лечения заболеваний щитовидной железы является 211At. Имеются сведения, что радиобиологическое действие α-частиц астата на щитовидную железу в 2,8 раза сильнее β-частиц иода-131. При этом следует учесть, что с помощью иона роданида можно надёжно вывести астат из организма At - А ста́т

Радиоактивный переходный металл серебристо-серого цвета. Самый лёгкий элемент, не имеющий стабильных изотопов. Первый из синтезированных химических элементов. C развитием ядерной физики стало понятно, почему технеций никак не удаётся обнаружить в природе: в соответствии с правилом Маттауха-Щукарева этот элемент не имеет стабильных изотопов. Технеций был синтезирован из молибденовой мишени, облучённой на ускорителе-циклотроне ядрами дейтерия, 13 июля 1937 года К.Перрье и Э.Сегре в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли в США, а затем был выделен в чистом виде химически в Палермо в Италии. Широко используется в ядерной медицине для исследований мозга, сердца, щитовидной железы, легких, печени, желчного пузыря, почек, костей скелета, крови, а также для диагностики опухолей, так же соли технециевой кислоты HTcO4 являются самым эффективным ингибитором коррозии для железа и стали. Tc - Техне́ций

Тяжёлый хрупкий радиоактивный металл серебристо-белого цвета. В периодической таблице располагается в семействе актиноидов. Плутоний имеет семь аллотропных модификаций при определённых температурах и диапазонах давления. Для получения плутония применяется как обогащённый, так и природный уран. Широко используется в производстве ядерного оружия, топлива для ядерных реакторов гражданского и исследовательского назначения и в качестве источника энергии для космических аппаратов. Второй после нептуния искусственный элемент, полученный в микрограммовых количествах в конце 1940 г. в виде изотопа 238Pu. Первый искусственный химический элемент, производство которого началось в промышленных масштабах(в СССР с 1946 года в Челябинске-40 было создано несколько предприятий по производству оружейного урана и плутония). В первой ядерной бомбе в мире, созданной и испытанной в 1945 году в США, использовался плутониевый заряд. Для получения плутония применяется как обогащённый, так и природный уран. Общее количество плутония, хранящегося в мире во всевозможных формах, оценивалось в 2003 г. в 1239 т. В 2010 году эта цифра увеличилась до ~2000 т. Pu - Плуто́ний

Унунтрий (лат. Ununtrium , Uut) или эка-таллий - 113-й химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 113, атомная масса , наиболее устойчивый изотоп 286Uut. Радиоактивен. В сентябре 2004 года о синтезе изотопа 113-го элемента 278Uut в количестве одного атома объявила группа из Японии. Они использовали реакцию слияния ядер цинка и висмута. В итоге за 8 лет японским учёным удалось зарегистрировать 3 события рождения атомов унунтрия: 23 июля 2004, 2 апреля 2005 и 12 августа 2012. Два атома ещё одного изотопа - 282Uut - были синтезированы в ОИЯИ в 2007 году в реакции 237Np + 48Ca → 282Uut + 3 1 n.Ещё два изотопа - 285Uut и 286Uut были синтезированы в ОИЯИ в 2010 году как продукты двух последовательных α-распадов унунсептия. Uut – Унунтрий

Ссылки на источники информации и изображений: http:// www.h2o.u-sonic.ru/table/tc.htm http://www.physel.ru/2-mainmenu-73/inmenu-75/721-s-211-. html http:// www.xumuk.ru/bse/2279.html http:// www.bibliotekar.ru/istoria-tehniki/16.htm http://ru.wikipedia.org/wiki/% D0%9F%D0%BB%D1%83%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%B9 http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B9_% D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82 http://ru.wikipedia.org/wiki/% D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B5%D1%86%D0%B8%D0%B9 http://ru.wikipedia.org/wiki/% D0%9D%D0%B5%D0%BF%D1%82%D1%83%D0%BD%D0%B8%D0%B9 http://ru.wikipedia.org/wiki/% D0%A3%D0%BD%D1%83%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%B8%D0%B9 http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B9_% D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BF%D0%B0%D0%B4

• Древнегреческий философ Демокрит предположил, что тела состоят из мельчайших частиц - атомов (в переводе неделимые).
• К концу XIX в. появились экспериментальные факты, доказывающие, что атом имеет сложную структуру.

Экспериментальные факты, доказывающие сложное строение атома

• Электризация тел
• Ток в металлах
• Явление электролиза
• Опыты Иоффе-Милликена

Открытие радиоактивности

в 1896 г. А. Беккерелем.

• Уран самопроизвольно испускает невидимые лучи

Свойства лучей

• Ионизируют воздух
• Разрежают электроскоп
• Не зависит от того, в какие соединения входит уран

Исследования продолжили Мария и Пьер Кюри

• торий 1898г,
• полоний,
• радий (лучистый)

z 83 – радиоактивны

• - испускание ядрами некоторых элементов различных частиц: α -частиц; электронов; γ -квантов (α , β , γ -излучения).
• - способность атомов некоторых радиоактивных элементов к самопроизвольному излучению

Состав радиоактивного излучения

1899 г Э. Резерфорд

В магнитном поле пучок радиоактивного излучения разделялся на три составляющие:

• Положительно заряженные – α -частицы
• Отрицательно заряженные – β - частицы
• Нейтральная компонента излучения – γ -излучение

Все излучения обладают разной проникающей способностью

Задерживаются

• Лист бумаги 0,1 мм – α -частицы
• Алюминий 5 мм – α -частицы, β - частицы
• Свинец 1 см – α -частицы, β - частицы, γ -излучение

Природа α -частиц

• Ядра атомов гелия
• m = 4 а.е.м.
• q = 2 e
• V = 10000-20000 км/с

Природа β -частиц

• Электроны
• V = 0,99с
• с – скорость света

Природа γ -излучения

• Электромагнитные волны (фотоны)
• λ = 10 - 10 м
• Ионизируют воздух
• Действуют на фотопластинку
• Не отклоняются магнитным полем

ИНТЕРЕСНО!

Грибы являются накопителями радиоактивных элементов, в частности цезия. Все виды исследованных грибов можно разделить на четыре группы: - слабо накапливающие - опенок осенний; - средне накапливающие - белый гриб, лисичка, подберезовик; - сильно накапливающие - груздь черный, сыроежка, зеленуха; - аккумуляторы радионуклидов - масленок, польский гриб.

К СОЖАЛЕНИЮ!

• Жизнь обоих поколений ученых – физиков Кюри была в прямом смысле принесена ей в жертву науке. Мария Кюри, ее дочь Ирэн и зять Фредерик Жолио-Кюри умерли от лучевой болезни, возникшей в результате многолетней работы с радиоактивными веществами.
• Вот что пишет М.П.Шаскольская: «В те далекие годы, на заре атомного века, первооткрыватели радия не знали о действии излучения. Радиоактивная пыль носилась в их лаборатории. Сами экспериментаторы спокойно брали руками препараты, держали их в кармане, не ведая о смертельной опасности. К счетчику Гейгера поднесен листок из блокнота Пьера Кюри (через 55 лет после того, как в блокноте велись записи!), и ровный гул сменяется шумом, чуть ли не грохотом. Листок излучает, листок как бы дышит радиоактивностью...»

Радиоактивный распад

• - радиоактивное превращение ядер, происходящее самопроизвольно.

Слайд 2


РАДИОАКТИВНОСТЬ – превращение атомных ядер в другие ядра, сопровождающееся испусканием различных частиц и электромагнитного излучения. Отсюда и название явления: на латыни radio – излучаю, activus – действенный. Это слово ввела Мария Кюри. При распаде нестабильного ядра – радионуклида из него вылетают с большой скоростью одна или несколько частиц высокой энергии. Поток этих частиц называют радиоактивным излучением или попросту радиацией.

Слайд 3


История радиоактивности началась с того, как в 1896 году А. Беккерель занимался люминесценцией и исследованием рентгеновских лучей. Антуан Анри Беккерель (15 декабря 1852 - 25 августа 1908) - французский физик, лауреат Нобелевской премии по физике и один из первооткрывателей радиоактивности.

Слайд 4


Беккерелю пришла в голову мысль: не сопровождается ли всякая люминесценция рентгеновскими лучами? Для проверки своей догадки он случайно взял одну из солей урана, фосфоресцирующего желто-зеленым светом. Осветив её солнечным светом, он завернул соль в чёрную бумагу и положил в темном шкафу на фотопластинку, тоже завернутую в чёрную бумагу. Через некоторое время, проявив пластинку, Беккерель действительно увидел изображение куска соли.

Слайд 5


Слайд 6


Но люминесцентное излучение не могло пройти через чёрную бумагу, и только рентгеновские лучи могли в этих условиях засветить пластинку. Беккерель повторил опыт несколько раз и с одинаковым успехом. В конце февраля 1896 г. на заседании Французской Академии наук он сделал сообщение о рентгеновском излучении фосфоресцирующих веществ.

Слайд 7


Через некоторое время в лаборатории Беккереля была случайно проявлена не облученная Солнцем пластинка, на которой лежала урановая соль. Она, естественно, не фосфоресцировала, но отпечаток на пластинке получился!

Слайд 8


Тогда Беккерель стал испытывать разные соли урана (в том числе годами лежащие в темноте). Пластинка неизменно засвечивается. Поместив между солью и пластинкой металлический крестик, Беккерель получил слабые контуры крестика на пластинке. Тогда стало ясно, что открыты новые лучи, не являющиеся рентгеновскими.

Слайд 9


Беккерель установил, что интенсивность излучения определяется только количеством урана в препарате и совершенно не зависит от того, в какие соединения он входит. То есть это свойство присуще не соединениям, а химическому элементу - урану.

Слайд 10


Своим открытием Беккерель делится с учёными, с которыми он сотрудничал. В 1898 г. Мария Кюри и Пьер Кюри обнаружили радиоактивность тория, позднее ими были открыты радиоактивные элементы полоний и радий

Слайд 11


Лаборатория П. и М. Кюри

Слайд 12


Слайд 13


Слайд 14


Слайд 15


Слайд 16


Они устанавливают, что свойством естественной радиоактивности обладают все соединения урана и в наибольшей степени сам уран. Беккерель же возвращается к интересующим его люминофорам. Правда, ему суждено сделать ещё одно крупное открытие в атомной физике.

Слайд 17


Как-то для публичной лекции Беккерелю понадобилось радиоактивное вещество, он взял его у супругов Кюри, и пробирку положил в жилетный карман. Прочтя лекцию, он вернул владельцам радиоактивный препарат, а на следующий день обнаружил на теле под жилетным карманом покраснение кожи в форме пробирки.

Слайд 18


Беккерель рассказывает об этом Пьеру Кюри, тот ставит на себе опыт: в течение десяти часов носит привязанную к предплечью пробирку с радием.

Слайд 19


Через несколько дней у него тоже наблюдается покраснение, перешедшее затем в тяжелейшую язву, от которой он страдал в течение двух месяцев. Так впервые было открыто биологическое действие радиоактивности.

Главная » По назначению » Презентация "из истории открытия радиоактивности". Презентация "из истории открытия радиоактивности" Скачать презентацию открытие радиоактивности