Škola: Autor: DUM: Vzdělávací obor: Tematický okruh: Téma:
Masarykovo gymnázium Vsetín Mgr.Milan Staněk MGV_F_SS_3S2_D12_Z_MIKSV_Radioaktivita_PL Člověk a příroda – Fyzika Jaderná fyzika Radioaktivita
RADIOAKTIVITA
TEORIE „Radioaktivita neboli radioaktivní rozpad je samovolná přeměna jader nestabilních nuklidů na jiná jádra, při níž vzniká ionizující záření. Změní-li se počet protonů v jádře, dojde ke změně prvku. Radioaktivitu objevil v roce 1896 Henri Becquerel u solí uranu. K objasnění podstaty radioaktivity zásadním způsobem přispěli francouzští fyzikové Pierre Curie a Maria Curie -Skłodowska polského původu.[04] (radioaktivita – lat. radius = paprsek, activitas = činnost)
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
1/6
Radioaktivita přirozená a umělá
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
2/6
Druhy radioaktivního záření
Zákon radioaktivní přeměny
Zakresli: viz Učebnice [01],kap.4.2, obr.4-6:
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
3/6
Příklady nejznámějších radioizotopů, řazeno dle poločasu přeměny.
Prvek Izotop Poločas rozpadu 8 Beryllium Be 6, 7 · 10-17 s[04] Polonium 212Po 0, 3 µs[04] Thorium 223Th 0, 9 sekundy[04] Francium 223Fr 22 minut[04] 35 Síra S 87, 5 dní[04] 60 Kobalt Co 5, 27 let[04] 3 Tritium H 12, 36 let[04] Cesium 137Cs 30, 17 let[04] Radium 226Ra 1 622[04] / 1 602[04] let 14 Uhlík C 5 730 let[04] Plutonium 239Pu 24 110[04] / 24 400[04] let 235 Uran U 710 milionů let[04] 40 Draslík K 1, 26 miliard let[04] 238 Uran U 4, 468[04] / 4, 51[04] miliard let Thorium 232Th 14, 05[04] / 13, 9[04]miliard let 209 Bismut Bi cca 1, 9 · 1019 let[04]
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
4/6
APLIKACE, PRAXE 1) Geochronologie je jedna ze základních metod, pomocí které se v geologii určuje stáří hornin, minerálů a dalších přírodních objektů. K určení stáří se využívá radioaktivního rozpadu některých přírodních prvků jako například izotopu 238U na stabilní izotop 206Pb, který je závislý na stanovení přesného poločasu rozpadu, respektive na rozpadové konstantě lambda. U geochronologie je nezbytný předpoklad, že rozpad je exponenciální a zcela nezávislý na změně chemických a fyzikálních podmínek a jejich změně. Pro určování stáří se určuje hlavně těžších radioizotopů, které mají dlouhý poločas rozpadu, jelikož stáří hornin často sahá až několik miliard let zpět. Nejvhodnější se pro geochronologii hodí izotopy, které existují po celou dobu existence Země.
Mezi nejčastěji využívané metody patří určování stáří pomocí několika rozpadových řad. Patří mezi ně: Kalium - aragonová metoda - využívá rozpadu 40K na 40Ar Argon - argonová metoda - sledování poměru 40Ar na 39Ar Rubidium - stronciová metoda - založena na rozpadu 87Rb na stabilní izotop 87Sr Samarium - Neodynová metoda - využívá rozpadu izotopu 147Sm na 143Nd, kterým se datuje až 4,5 miliardy let zpět 238 235 232 e) Metoda uran - thorium - olovo - založena na rozpadu tří mateřských izotopů ( U, U, Th) se složitými rozpadovými řadami na stabilní izotopy olova 206Pb, 207Pb a 208Pb. Praktické využití je pro horniny starší jeden milión let. 14 f) Radiouhlíková metoda - využívá rozpadu izotopu C, ale tato metodika se využívá pouze pro organickou hmotu, která není starší 70 000 let. [05] a) b) c) d)
2) Ve strojírenství ke kontrole tloušťky válcovaných materiálů 3) V lékařství: a) k diagnostickým účelům (technecium 99, jód 132, sodík 24) b) K léčení zhoubných nádorů (kobalt 60, cesium 137) 4) V kouřových detektorech a hlásičích požáru 5) K označení sledovaných prvků v živých organismech
KONTROLNÍ OTÁZKY 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)
Co je to radioaktivita? Vysvětli na příkladech podstatu přirozené a umělé radioaktivity. Popiš jednotlivé druhy radioaktivního záření. Vysvětli pojem aktivita zářiče. Co je to poločas rozpadu. Zapiš rovnici zákona radioaktivní přeměny a popiš použité veličiny. Kde lze využít radioaktivitu?
PROCVIČOVÁNÍ 1) Viz Učebnice [01], kap. 4.2, úlohy 1-5 2) Viz Sbírka [02], kap. 8.2, prostuduj a zapiš příklady 31, 49 3) Viz Sbírka [02], kap. 8.2, úlohy 27-30, 32, 47,
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
5/6
SEZNAM ZDROJŮ [01]LEPIL, I., Štoll, Fyzika pro gymnázia – Fyzika mikrosvěta. Dotisk 3. přepracované vydání. Praha : Prometheus, 2005. 190 s. ISBN 80-7196-241-4 [02]LEPIL, O., BEDNAŘÍK, M., ŠIROKÁ, M. Sbírka úloh z fyziky pro střední školy. Dotisk 2. vydání. Praha : Prométheus, 1995. 270 s. ISBN 80–7196–204–X [03]SVOBODA, E., BARTUŠKA, K., BEDNAŘÍK, M., LEPIL, O., ŠIROKÁ, M., Přehled středoškolské fyziky. 4.upravené vydání, Praha : Prometheus, 2006. 531 s. ISBN 80-7196-307-0 [04] Wikipedie: Otevřená encyklopedie: Radioaktivita [online]. c2012 [citováno 18. 11. 2012]. Dostupný z WWW:
[05] Wikipedie: Otevřená encyklopedie: Geochronologie [online]. c2012 [citováno 18. 11. 2012]. Dostupný z WWW:
METODICKÝ LIST Název školy Číslo projektu Autor Název šablony Název DUMu Stupeň a typ vzdělávání Vzdělávací oblast Vzdělávací obor Tematický okruh Druh učebního materiálu Cílová skupina Anotace Vybavení, pomůcky Klíčová slova Datum
Masarykovo gymnázium Vsetín CZ.1.07/1.5.00/34.0487 Mgr. Milan Staněk III/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT MGV_F_SS_3S2_D12_Z_MIKSV_Radioaktivita_PL Gymnaziální vzdělávání Člověk a příroda Fyzika Jaderná fyzika Pracovní list Žák, 17 – 18 let Pracovní list určen do výuky studentům, podklad pro vlastní poznámky/sešit, náplň: radioaktivita Souprava Gamabeta Radioaktivita,radioaktivní záření, poločas rozpadu, aktivita zářiče 3.11.2012
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
6/6
