Природа радиоактивности

В 1899 году под руководством английского ученого Э. Резерфорда, был проведен опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения. Магнитное поле разделило это излучение на три составляющие. Две составляющие, пройдя через магнитное поле, отклонились в противоположные стороны. Это указывает на наличие у этих излучений электрических зарядов противоположных знаков. Третья составляющая совсем не отклонилась магнитным полем. Следовательно, была электрически нейтральна. Положительно заряженный компонент излучения получил название альфа-лучей, отрицательно заряженный – бета-лучей и нейтральный – гамма-лучей (α-лучи, β-лучи, γ-лучи). Некоторое время спустя в результате исследования физических характеристик и свойств частиц, из которых состоят эти лучи, удалось установить природу радиоактивных излучений.

Альфа частицы - это потоки ядер атомов гелия. Скорость этих частиц 20000 км/с, что превышает скорость современного самолета (1000 км/ч) в 72000 раз. Альфа-лучи обладают небольшой проникающей способностью. Они полностью поглощаются поставленным на их пути листком бумаги, практически не проникает через кожный покров, но при попадании в организм, например, через порезы, очень опасны и пагубно действуют на внутренние органы.

Бета - частицы представляют собой поток быстрых электронов, летящих со скоростями близкими к скорости света. При этом пучок бета-лучей расширяется при отклонении, что свидетельствует о разных скоростях частиц в пучке. Проникающая способность больше, чем у альфа-лучей. Данный вид радиации проникает через тонкую одежду и кожу глубоко в ткани. Задержать бета-излучение можно при помощи алюминиевого листа в несколько миллиметров или толстой деревянной доски.

Гамма-излучение действует на фотопластинку, ионизирует воздух, не отклоняется магнитным полем. Следовательно, представляет собой электромагнитные волны. Скорость распространения электромагнитного излучения такая же, как и у всех электромагнитных волн - 300000 км/с. Гамма - лучи обладают самой большой проникающей способностью. Для защиты от них нужно использовать толстый слой бетона или пластину из тяжёлых металлов таких, как платина и свинец.

Итак, явление радиоактивности, т.е. самопроизвольного излучения веществом альфа-, бета- и гамма-частиц, наряду с другими экспериментальными фактами, послужило основанием для предположения о том, что атомы вещества имеют сложный состав.

 

	Заряд	Природа	Проникающая способность
Альфа-лучи	Положительный	Ядра атомов гелия	Небольшая
Бета-лучи	Отрицательный	Поток быстрых электронов	Средняя
Гамма-лучи	Не имеют заряда	Электромагнитные волны	Большая

 

Обсуждение результатов заполнения таблицы. Сравнение видов излучения по заряду, природе, проникающей способности.

 

Учитель. Радиоактивность - это природное явление. Радиоактивными являются почва, осадки, горные породы, вода. Ядерная энергия - источник всего существующего. Солнце и звезды сияют благодаря ядерным реакциям, происходящим в их недрах.

Сообщения учащихся.

1. Естественные источники радиации.

2. Применение радиоактивного излучения.

3. Биологическое действие радиации.

Естественные источники радиации

Земная кора, вода, воздух содержат радиоактивные элементы. Человек, как обитатель этой среды, также немного радиоактивен, так как основную часть облучения он получает от естественных источников радиации. Избежать облучения от естественных источников радиации совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования Земли, излучения из космоса, облучают земную цивилизацию.

Человеческий организм регулярно подвергается действию радиоактивного излучения. Приблизительно 80% ежегодно получаемого количества приходится на космические лучи. В воздухе, воде и почве содержатся 60 радиоактивных элементов, являющихся источниками естественной радиации. Основным природным источником излучения считается инертный газ радон, высвобождающийся из земли и горных пород. Радионуклиды также проникают в организм человека с пищей.

 

Применение радиоактивных излучений

Открытие радиоактивности позволило людям использовать для своих нужд новые источники энергии.

Полезные свойства радиации нашли применение в различных областях естествознания, технике, медицине.

В промышленности - гамма-дефектоскопия (контроль целостности различных сварных швов).

В сельском хозяйстве – обработка семян, повышающая урожайность.

В космонавтике - создание атомных источников энергии спутников, орбитальных комплексов.

В криминалистике - нанесение специальных меток на предметы хищения, облегчающие их поиск, идентификацию и изобличение преступников.

В археологии - определение возраста геологических пород.

В медицине - диагностика заболеваний, лечение онкологических больных, стерилизация медицинских инструментов и материалов.

 

 

Биологическое действие радиации

Первыми заметили действие радия на человеческий организм супруги Кюри (как и Анри Беккерель, они получили ожоги, прежде чем поняли опасность обращения с радиоактивными веществами). Как-то Беккерель, собираясь на одну из лекций, обнаружил, что у него нет урановой соли. Зайдя в лабораторию Кюри, взял пробирку с урановой солью и положил ее в карман костюма. После лекции вновь положил в карман и проходил так до возвращения домой. На следующий день он обнаружил в том месте, где лежала пробирка покраснение кожи. Беккерель показал ожог супругам Кюри, предположив о действии урана на кожу. Пьер Кюри решил проверить и привязал урановую пластину к предплечью и проходил так 10 часов. Вызванное облучением покраснение перешло в сильную язву и не заживало в течение почти 2 лет. Таким образом, Пьер открыл биологическое действие радиоактивного излучения.