RADIOAKTIVITA

1. 20. dubna 2012VY_32_INOVACE_170313_Radioativita_DUM RADIOAKTIVITA Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová. Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace. Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.

2. 1. Radioaktivita 5. Využití radioaktivity 4. Záření γ 3. Záření β 2. Záření α

3. Radioaktivita • je schopnost některých atomových jader vysílat záření • dochází i k přeměně struktury jader • z nestabilního jádra postupně vzniká stabilní jádro jiného prvku • název pochází z latiny: radius – lze přeložit jako paprsek • aktivitas – znamená činnost • Radioaktivitu objevil francouzský fyzik A. H. Becquerel v roce 1896 • u soli uranu. K jejímu objasnění přispěli fyzikové Pierre Curie a Maria Curie Sklodowska. Obr.1 Becquerel na Wikipedii dále

4. Radioaktivita Becquerel v laboratoři Obr.2 Pierre Curie na Wikipedii Maria Curie-Sklodowska na Wikipedii dále

5. Radioaktivita • Přirozená radioaktivita • je důsledkem samovolného rozpadu jádra • přirozeně radioaktivních látek je mnoho, např. tkáně některých organismů • těmto látkám říkáme radionuklidy • Umělá radioaktivita • radionuklidy jsou vyrobeny uměle • Záření, které vzniká při rozpadu jader, dělíme na: záření α , záření β, záření γ. Jednotlivé druhy záření je možno rozlišit v magnetickém poli a následně je detekovat fotografickou deskou nebo Geiger-Müllerovým počítačem. V magnetickém poli zakřivuje magnetická síla dráhu záření α i β. Na záření γ magnetická síla nepůsobí, protože je tvořeno částicemi bez náboje. dále

6. Radioaktivita Obr.3 Obr.4 zpět na obsah další kapitola

7. Záření α (alfa) • je tvořeno kladně nabitými jádry hélia (2 protony a 2 neutrony) • má velkou kinetickou energii 2-8 MeV • je to nejslabší druh záření • má malou pronikavost, na vzduchu je pohlceno na dráze 40cm • pohybuje se „poměrně pomalu“ rychlostmi nižšími, než je rychlost světla • má silné ionizační účinky dále

8. Záření α (alfa) • Při srážce částice α s elektronem mohou nastat dva případy: • částice α vytrhne elektron z atomu a atom se ionizuje, částice je schopna ionizovat na své trajektorii 105 atomů, než ztratí energii • částice nepředá elektronu dostatečnou energii, takže dojde pouze k jeho excitaci, tedy k přeskoku na vyšší energetickou hladinu • Přeměnu atomu lze vyjádřit: • A – nukleové číslo Z – protonové číslo dále

9. Záření α (alfa) Z původního prvku se stává prvek s protonovým číslem o dvě jednotky nižším. Obr.6 Obr.5 zpět na obsah další kapitola

10. Záření β • rozlišujeme záření β + a β - • Záření β – • je tvořeno rychle letícími elektrony • rozpadem neutronů vznikají protony, elektrony a antineutrina • Pozn.: antineutrino je antičástice k neutrinu • záření β + • je tvořeno kladně nabitými pozitrony (kladně nabité elektrony) • rozpadem protonu vznikají neutrony, pozitrony a neutrina dále

11. Záření β Neutrino se podařilo detekovat experimentálně americkým fyzikům roce 1956. Záření β je pohlcováno např. hliníkovým plechem a na suchém vzduchu je pohlceno na dráze 2,5m. Částice β jsou vychylovány v magnetickém poli. Mají klidovou hmotnost 8000x menší než částice α. Schéma rozpadu: dále

12. Záření β Obr.7 zpět na obsah další kapitola

13. Záření γ (gama) • je tvořeno fotony, které mají energii 10eV a vlnovou délku kratší než 124 pm • ze všech záření je nejpronikavější • vzniká při radioaktivním rozpadu jader a často se zářením α a β • zdrojem může být například • šíří se látkami a rozptyluje se • látku ionizuje a uvolňuje z ní nabité částice • je možné toto záření zeslabit na 50% vrstvou (např. olova) tlustou 1cm • je pro živé organismy velmi nebezpečné, způsobuje popáleniny, rakovinu a genové mutace dále

14. Záření γ (gama) Obr.9 Obr.8 zpět na obsah další kapitola

15. Využití radioaktivity • Využití v průmyslu • průmyslová defektoskopie (výrobek se prozáří paprsky γ a zjistí se případné vady materiálu) • hlásiče kouře a požáru (čidlo obsahuje zářiče α, které v čistém stavu udržují slabý proud mezi elektrodami; kouř způsobí změnu proudu, spustí se alarm) • měření tloušťky materiálu (záření β prochází materiálem a je pohlcováno v závislosti na jeho tloušťce; lze využít např. ve válcovnách plechu a při výrobě plastů) • radiační polymerace (ozářením dojde k polymeraci materiálů sloužící k výrobě obuvi, čalounění,….) • stopovací metody(vhodný izotop ukáže úniky netěsnosti v potrubí, opotřebení součástek,….) dále

16. Využití radioaktivity Obr.10 dále

17. Využití radioaktivity • Využití ve zdravotnictví • diagnostika (do organismu se zavedou radioizotopy a měří se stupeň absorbování tkáněmi a orgány) • radioterapie (ozařování rakovinných nádorů) • radiochirurgie (při operacích se používá tzv. Leksellův gama nůž) • balneologie (používání radioaktivních koupelí na léčení pohybových ústrojí) • sterilizace materiálů zářením dále

18. Využití radioaktivity Obr.11 dále

19. Využití radioaktivity • Využití ve zemědělství • šlechtitelství (vytváření vhodných plodin s novými vlastnostmi) • ochrana při skladování potravin (záření ničí mikroorganismy) • Využití v archeologii • metoda zjišťování stáří předmětů z organických materiálů měřením aktivity radioizotopu C14 Radiokarbonová metoda na Wikipedii zpět na obsah konec

20. POUŽITÁ LITERATURA ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-223-6

21. CITACE ZDROJŮ Obr. 1 MATERIALSCIENTIST. File:Pierre and Marie Curie.jpg: WikimediaCommons [online]. 27 July 2012 [cit. 2013-04-20]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6c/Pierre_and_Marie_Curie.jpg Obr. 2 MATERIALSCIENTIST. File:Becquerel in the lab.jpg: WikimediaCommons [online]. 22 April 2012 [cit. 2013-04-20]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/Becquerel_in_the_lab.jpg Obr. 3 CARY BASS. Soubor:Radioactive.svg: WikimediaCommons [online]. 19 January 2006 [cit. 2013-04-20]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b5/Radioactive.svg Obr. 4 HISTORICAIR. Soubor:Logoisoradiation.svg: WikimediaCommons [online]. 25 February 2007 [cit. 2013-04-20]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/35/Logo_iso_radiation.svg Obr. 5 BURKHARD HF. Soubor:Alphadecay.jpg: WikimediaCommons [online]. 4 April 2007 [cit. 2013-04-20]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Alphaparticlemagnetic.svg Obr. 6 USER:STANNERED. File:Alphaparticlemagnetic.svg: WikimediaCommons [online]. 25 February 2007 [cit. 2013-04-20]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/44/Alphaparticlemagnetic.svg

22. CITACE ZDROJŮ Obr. 7 BURKHARD HF. Soubor:Betadecay.jpg: WikimediaCommons [online]. 4 April 2007 [cit. 2013-04-20]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/ff/Betadecay.jpg Obr. 8 BURKHARD HF. Soubor:Gammadecay-1.jpg: WikimediaCommons [online]. 4 April 2007 [cit. 2013-04-20]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fc/Gammadecay-1.jpg Obr. 9 CHANGLC. Soubor:Lead shielding.jpg: WikimediaCommons [online]. 25 February 2006 [cit. 2013-04-20]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2b/Lead_shielding.jpg Obr. 10 FNAG22. Soubor:Kouřový hlásič.JPG: WikimediaCommons [online]. 13 June 2012 [cit. 2013-04-20]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a4/Kou%C5%99ov%C3%BD_hl%C3%A1si%C4%8D.JPG Obr. 11 BRENDAICM. Soubor:Gamma camera.jpg: WikimediaCommons [online]. 17 August 2009 [cit. 2013-04-20]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e1/Gamma_camera.jpg Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010.

23. Děkuji za pozornost. Miroslava Víchová