Закон радиоактивного распада. Период полураспада

Радиоактивный распад любого атомного ядра является случайным процессом, момент времени распада какого-либо одного ядра предсказать невозможно. Если имеется большое количество одинаковых радиоактивных ядер, то вероятность распада каждого из них в любой момент времени одинакова. Чем больше имеется радиоактивных ядер, тем больше распадов происходит в единицу времени, с убыванием количества ядер убывает и число радиоактивных распадов в единицу времени.

Радиоактивный распад подчиняется статистическому закону.

Где N₀ – число радиоактивных ядер в начальный момент времени;

N – число ядер в момент времени t;

Т -период полураспада, это время, в течение которого распадается половина начального числа радиоактивных атомов.

Спад активности, т. е. числа распадов в секунду, в зависимости от времени для одного из радиоактивных препаратов изображен на рисунке 13.8. Период полураспада этого вещества равен 5 сут.

Для разных веществ период полураспада имеет сильно различающиеся значения.

Так, период полураспада урана равен 4,5 млрд лет. Именно поэтому активность урана на протяжении нескольких лет заметно не меняется. Период полураспада радия значительно меньше — он равен 1600 лет. Поэтому активность радия значительно больше активности урана. Есть радиоактивные элементы с периодом полураспада в миллионные доли секунды.

 

 

- Возвратимся к вопросу, поставленному в начале урока:

Итак, откуда берется энергия при радиоактивных превращениях?

Учащиеся либо самостоятельно или с помощью учителя находять ответ на этот вопрос.

4. Теперь, возвращаемся к таблице,еще раз прочтите все утверждения.

5. В столбике «ПОСЛЕ» поставьте «+», если вы согласны с утверждением, или «–», если

вы не согласны с утверждением.

6. СРАВНИТЕ столбики «ДО» и «ПОСЛЕ», изменились ли ваши утверждения. Если изменились, то какие и почему.

7. Какие из этих утверждений являются самыми главными для вас? Почему?

После выполнения данной структуры, обязательно нужно обсудить это в каждой команде.

Закрепление полученных знаний при решении задач.

Рассматриваются задания № 1, 2, 3.

Трое учеников у доски выполняют задания с последующими комментариями.

 При выполнении заданий показывается краткая запись нескольких α- и β- распадов.

Распечатка №1.

Задания к уроку по теме «Радиоактивные превращения».

Решите задачи.

Напишите реакции следующих распадов:

1. α-распад урана-238.

2. β-распад свица-209.

3. α- распад, а затем два β-распада изотопа полония-214.

4. 6 α-распадов, а затем 4 β-распада изотопа тория-232. 

1. В какое ядро превращается торий-234 при трех последовательных α-распадах?

2. Какое ядро образуется из радиоактивного изотопа сурьмы-133 после четырехβ-распадов?

3. Какое ядро образуется из радиоактивного лития -8 после одного α-распада и одного β-распада?

Этап 6. Решение задач повышенной сложности. (Объясняет учитель)

Задача 4

Вследствие цепочки радиоактивных распадов  превращается в .

Сколько при этом происходит α и β – распадов?

Решение:

Схема реакции

→  + y *  + x *

Из закона сохранения массового числа определяем x:

238 = 206 + x * 4 отсюда x = 8

Из закона сохранения зарядового числа определяем y:

92 = 82 – y*1 + 8 * 2 отсюда y = 6

Ответ: 8 α – распадов и 6 β- распадов.

Это и есть радиоактивный ряд урана. Но в каком порядке происходит чередование α и β – распадов? Работы учёных дали такой результат:

(проецируется или записывается на классной доске) ИЛИ АППЛИКАЦИЯ

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
	α	β	β	α	α	α	α	α	β	β	α	β	β	α

 

Самостоятельная работа у доски на составление уравнений радиоактивного

распада ряда урана (парой ПО ЦЕПОЧКЕ Можно писать и составлять аппликацию)

Запишите все 14 ядерных реакций с указанием названия изотопа образовавшегося

ядра атома и его тип радиоактивности: (по рядам 1 ряд 1-5, 2 ряд 6-10, 3 ряд 11-14), используя таблицу и схему на доске

1) → + - изотоп тория (β)

2) → +  - изотоп протактиния (β)

3) → + - изотоп урана(α)

4) → + - изотоп тория (α)

5) → + - изотоп радия (α)

6) → + - изотоп радона (α)

7) → + - изотоп полония (α)

8) → + - изотоп свинца (β)

9) → + - изотоп висмута (β)

10) → + - изотоп полония (α)

11) → +  - изотоп свинца (β)

12) → + - изотоп висмута (β)

13) → + - изотоп полония (α)

14) → +  - изотоп свинца - стабилен

 

А теперь решим задачу на нахождение времени уменьшения активности радиоактивного элемента.

Задача 2. Среди загрязнений, вызванных аварией на ЧАЭС, наиболее опасен Cs-137 с периодом полураспада 30 лет. Через какое время его активность уменьшится в 8 раз?

Ответ: t=90лет.