Радиоактивность. Альфа-, бета- и гамма-излучения
⚡ Физика · 9 класс
Самопроизвольный распад ядер и три вида радиоактивного излучения, их свойства.
Что такое радиоактивность
Радиоактивность — это самопроизвольное превращение неустойчивых атомных ядер в ядра других элементов, сопровождающееся испусканием различных частиц и излучения. Это явление открыл французский физик Анри Беккерель в 1896 году, изучая соли урана.
Большой вклад в изучение радиоактивности внесли Мария и Пьер Кюри, открывшие новые радиоактивные элементы — полоний и радий. Важно: радиоактивность — это свойство ядра, на неё нельзя повлиять нагреванием, давлением или химическими реакциями.
Опыт по разделению излучения
Если радиоактивное вещество поместить в свинцовый контейнер с узким отверстием и направить вышедший пучок в магнитное поле, то пучок разделится на три части. Это доказывает, что излучение состоит из трёх видов лучей.
Три вида излучения
- Альфа-излучение (
α) — поток ядер гелия, то есть частиц с положительным зарядом. В магнитном поле отклоняется слабо. - Бета-излучение (
β) — поток быстрых электронов с отрицательным зарядом. Отклоняется сильно и в противоположную сторону. - Гамма-излучение (
γ) — электромагнитное излучение очень малой длины волны, не имеет заряда и в магнитном поле не отклоняется.
| Вид | Что это | Заряд | Проникающая способность |
|---|---|---|---|
| Альфа | ядра гелия | положительный | малая (лист бумаги) |
| Бета | электроны | отрицательный | средняя (металл) |
| Гамма | излучение | нет | большая (свинец) |
Проникающая способность
Альфа-частицы задерживаются листом бумаги, бета-частицы — тонким слоем металла, а для защиты от гамма-излучения нужен толстый слой свинца или бетона.
Правила смещения
При альфа-распаде ядро теряет 2 протона и 2 нейтрона, поэтому заряд ядра уменьшается на 2, а массовое число — на 4. При бета-распаде один из нейтронов превращается в протон, заряд ядра увеличивается на 1, а массовое число не меняется.
Разобранный пример
Уран превращается в торий, испуская альфа-частицу:
U → Th + He (заряд уменьшился на 2, масса — на 4).
Методы регистрации частиц
Радиоактивное излучение невидимо, поэтому его обнаруживают специальными приборами. Счётчик Гейгера регистрирует отдельные заряженные частицы по вспышке электрического разряда в газе. В камере Вильсона пролетающая частица оставляет след из капелек тумана, который можно сфотографировать. Эти приборы позволяют не только зафиксировать частицу, но и изучить её свойства.
Биологическое действие радиации
Радиоактивное излучение опасно для живых организмов, так как разрушает молекулы в клетках. Особенно вредно проникающее гамма-излучение. Поэтому при работе с радиоактивными веществами используют защиту из свинца и бетона, а также соблюдают расстояние и ограничивают время облучения. В малых дозах радиоактивные изотопы применяют в медицине для диагностики и лечения.
Частая ошибка: считать бета-частицы «положительными». Бета-минус-частицы — это электроны, у них отрицательный заряд.
Кратко о главном
- Радиоактивность — самопроизвольный распад неустойчивых ядер.
- Открыта Беккерелем; элементы радий и полоний открыли супруги Кюри.
- Три вида излучения: альфа (ядра гелия), бета (электроны), гамма (излучение).
- Проникающая способность растёт от альфа к гамма.
- При распаде ядро превращается в ядро другого элемента.