dalje

1. dalje

2. Radioaktivnost je spontano emitiranje alfa-zraka i beta-zraka iz tvari, često praćeno i emisijom gama elektromagnetskih valova, pri čemu hemijski elementi prelaze iz jednih u druge pa se oslobađa energija u obliku kinetičke energije emitiranih čestica ili energije elektromagnetskih valova a svaka atomska jezgra ima karakteristično vreme raspada. U radioaktivnim procesima, elementarne čestice ili elektromagnetska zračenja emitiraju se iz jezgra atoma. Najuobičajeniji oblici zračenja tradicionalno se nazivaju alfa raci (α), beta zraci (β) i gama zraci (γ). Zračenja iz jezgre se događaju i u drugim oblicima, uključujući emitiranje protona ili neutrona, te spontanih nuklearnih fisija (cepanja) masivnih jezgri. Od svih jezgri koje su pronađene u prirodi, mnoge su stabilne. To je zbog toga što su se sve kratkoživuće radioaktivne jezgre raspale tijekom istorije Zemlje. U prirodi se nalazi oko 270 stabilnih i oko 50 prirodnih radioaktivnih izotopa hiljadama drugih radioaktivnih izotopa umetno su stvarani u laboratorijama. Radioakrivnost i radioaktivne čestice dalje

3. Prirodnu radioaktivnost otkrio je Henri Becquerel 1896. uočivši da uranijeve soli emitiraju nevidljivo zračenje koje djeluje na fotografsku ploču kroz zaštitni papir slično rengenskim zracima te da pod utjecajem toga zračenja elektroskop gubi naboj. Primijetio je da uranijeve soli stalno u mraku fluoresciraju. Tako na primjer, čisti kalijev uranil sulfat u mraku stalno svijetli slabom zelenkastom luminiscentnom svetlošću. Daljnjim ispitivanjem, Becquerel je pronašao da zračenje koje izazivaju uranijevi spojevi ioniziraju zrak ,izazivaju fluorescenciju i prolaze kroz papir, pločice aluminijuma i bakra. Kroz zatvoreni spremnik one djeluju na fotografskuploču, a djeluju i na našu kožu i klice raznih biljaka. Utvrdio je da ti zraci imaju slična svojstva kao rengenske zrake (X – zrake), pa su se u početku te zrake nazivale i Becquerelove zrake. 1899. je Becquerel pronašao da te zrake skreću u magnetnom polju, pa se razlikuju od rendgenskih zraka, koje ne skreću u magnetskom polju.  dalje

4. Ernest Rutherford otkrio je 1899. da se zračenje radija sastoji od dvije komponente koje se različito apsorbiraju u tvarima. Onu vrstu zraka koje ne mogu da prođu kroz aluminijsku pločicu debljine 0,02 mm nazvao je alfa čestica, a onu vrstu koja je prolazila i kroz deblje slojeve nazvao je beta česticama. Na osnovu skretanja u magnetskom polju, utvrdeno je da alfa-čestice imaju pozitivni elektricni naboj, a beta-čestice negativan električni naboj. Paul Villard je 1900. otkrio još prodorniju komponentu, gama zrake. Ernest Rutherford i Frederic Soddy (1902.) na temelju analize gibanja zrakâ u magnetskom polju objasnili su prirodu radioaktivnosti. Wolfgang Paull postavio je 1930. hipotezu o postojanju neutrina, tadašnjim detektorima neuhvatljive čestice koja odnosi dio energije u beta-raspadu. Enrico Fermi postavio je 1933. prvu strogu teoriju beta-raspada koja pretpostavlja da prijelaz neutrona u proton ili obratno uzrokuje slabo nuklearno međudjelovanje, a pritom dolazi do simultane emisije ili apsorpcijeelektronei neutrina.irene Joliot Crie i Frederik Joliot-Curie prvi su 1934. umjetno izazvali radioaktivnost i proizveli umjetni radioizotop stabilnog elementa. dalje

5. Podela radioaktivnih raspada[

6. dalje

7. alfa zraci beta zraci gama zraci

8. Alfa zraci Alfa-čestica je čestica koja se sastoji od dva protona i dva neutrona. Od jezgre helija se razlikuje samo svojom velikom brzinom gibanja. Najčešća kinetička energija alfa-čestice je 5 MeV, odnosno brzina 15 000 km/s. Označava se He2+ ili 24He2+. Ukupan spin alfa-čestice je nula, pa je ona bozon. Prirodno nastaje alfa rasporedomradioaktivnih atomskih jezgri.Kinetička energija (brzina gibanja) alfa-čestice ovisi o atomskoj jezgri iz koje je emitirana pa je, na primjer, doseg alfa-čestice emitirane izbizmuta-283, uzrakupri normalnom pritiskui normalnoj temperaturi, 4,7 cm, a iz polonija-218 je 8,5 cm. Struja alfa-čestica (alfa-zračenje) vrlo brzo gubi kinetičku energiju zbog jakogionizirajućeg djelovanja i ne prodire duboko u tvar (zaustavlja ju običan list papira). Masa alfa čestice je 6,644656 × 10-27 kg, što odgovara anihilacijskoj energiji od 3,72738 GeV. Alfa-čestice se šire brzinom od oko 1/20brzine svetlosti , što je dovoljno sporo da mogu relativno dugo međudjelovati s materijom. Zato imaju jako ionizirajućegdelovanje. Zbog svoje će se veličine brzo sudariti s nekim od atoma i izgubiti energiju, pa im je doseg mali (nekoliko cm), a zaustavlja ih već koža ili komadpapira No, ako se unesu u tijelo hranom ili udisanjem, mogu biti opasne zbog svog jakog ionizirajućeg djelovanja. dalje

9. nazad

10. Beta čestice Beta-čestica je brzi elektron ili pozitron koji nastaje pri raspaduatomski jezgri nekih radioaktivnihelemenata (tzv. beta raspad). Struja emitiranih beta-čestica poznata je i kao beta-zrake ili beta-zračenje. Beta-čestice su vrsta ionizirajućeg zračenja, koje ima dovoljnoenergije da u međudjelovanju s kemijskom tvari ionizira tu tvar. U međudjelovanju s tvari dolazi do izmjene energije i izmjene strukture ozračene tvari. Takve posljedice mogu biti korisne, ali i vrlo štetne. dalje

11. Već 1900. bilo je poznato da jedan dio radioaktivnog zračenja može da skreće u magnetskom polju. Ernest Rutherford je na osnovu ispitivanja prolaza radioaktivnih zraka kroz tanke listiće aluminija utvrdio da kod zračenja uranijevih spojeva postoje dvije vrste zraka. Onu vrstu zraka koje ne mogu da prođu kroz aluminijsku pločicu debljine 0,02 mm nazvao je alfa-česticama, a onu vrstu koja je prolazila i kroz deblje slojeve nazvao je beta-česticama. Iste godine francuski znanstvenik Paul Villard je otkrio i treću vrstu radioaktivnog zračenja, za koju se utvrdilo da ima veliku prodornu moć i da ne skreće u magnetskom polju, a nazvane su gama-česticama.Na osnovu skretanja u magnetskom polju, utvrdeno je da alfa-čestice imaju pozitivni električni naboj, a beta-čestice negativan električni naboj. 1908. su Rutherford i Hans Geiger mjerenjem utvrdili da alfa-čestice imaju dvostruki električni naboj, a da im je masa jednaka četverostrukoj masi atoma vodika. Kada alfa-čestica privuče dva elektrona, ona prelazi u atom helija. Iz toga je Rutherford zaključio da su alfa-čestice ustvari ioni helija ili samo atomska jezgra helija. Za beta-čestice se utvrdilo da se u magnetnom i električnom polju ponašaju isto kao i katodne zrake ili elektroni.To znači da su beta-čestice ustvari elektroni velikih brzina, ali za razliku od elektrona u elektronskom omotaču atoma, nastaju iz atomske jezgre. dalje

12. nazad

13. Gama zraci Gama-čestica, γ-čestica ili γ-zračenje (visoko energetski fotoni) označuje dio elektromagnetskog zračenja s jako kratkim valovima (manje od 0,5 nm). Gama-čestice su neutralne i vrsta su ionizirajućeg zračenja, te posjeduju znatno veću prodornost odalfa-čestica i beta-čestica. Emitiranje gama zračenja kobalta-60 se koristi pri sterilizaciji medicinske opreme ili liječenjukarcinoma, kao i zračenjecezija-137. Gama zrake su snopovi fotona. Foton je kvant energije, odnosno "energetski paket", bez mase mirovanja. Frekvencija i valna duljina gama zrake u funkciji energije su određene Planckovim zakonom. dalje

14. Kako se gama zrake sastoje od fotona velike energije i spadaju u elektromagnetsko zračenje, tada je brzina gama zraka jednaka brzini svjetlosti. Gama zrake ne mogu skretati u magnetskom, niti u električnom polju. Njihova valna duljina određuje se ogibom ili difrakcijom pomoću kristalne rešetke nekih kemijskih elemenata, kojima je poznata veličina kristalne rešetke. Pokusima je utvrđeno da im se valne duljine kreću od 0,4 pm do 42,8 pm. To odgovara valnim duljinama od 7·1018 Hz do 7,5·1020 Hz. Kako rendgensko zračenje ima valne duljine od 10 pm do 4930 pm, vidljivo je da im jedan dio područja zračenja preklapa. Bitna je razlika je da gama zračenje nastaje iz atomske jezgre atoma, dok rendgensko zračenje nastaje iz elektronskog omotača atoma. Energija gama zračenja ovisi o radioaktivnom elementu koji ga zrači, a može iznositi od 0,03 do 3,1 MeV. Ispitivanjem je utvrđeno da spektri gama zraka se sastoje iz jedne ili nekoliko spektralnih linija, tako da gama zraka imaju jedan ili više iznosa energija. dalje

15. dalje

16. dalje

17. dalje

18. dalje