Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Отримання та застосування радіонуклідів.Методи реєстрації йонізуючого…
Отримання та застосування радіонуклідів.Методи реєстрації йонізуючого випромінювання.
Ядерні реакції
Перетворення атомних ядер під час їх взаємодії з елементарними частинками або іншими ядрами називають
ядерною реакцією.
Першу ядерну реакцію здійснив Ернест Резерфорд у 1919 р. Це була реакція взаємодії α-частинки (ядро атому Гелію) з ядром атома Нітрогену, внаслідок якої утворилися ядро атома Оксигену і протон.
Під час будь-яких ядерних реакцій виконуються закони збереження:
• закон збереження електричного заряду;
• закон збереження енергії-маси;
• закон збереження імпульсу;
• закон збереження масового числа.
Перша ядерна реакція на швидких протонах була здійснена в лабораторії Е. Резерфорда в 1932 р.:унаслідок опромінення літію швидкими протонами вдалося розщепити ядро атома Літію на дві α частинки.
Ще більше можливостей для дослідження ядерних реакцій учені отримали у зв’язку з відкриттям нейтрона (1932 р.):нейтрон не має заряду, тому не відштовхується ядром, отже, його не потрібно прискорювати. У ході дослідження реакцій на нейтронах було виявлено, що повільний нейтрон захоплюється ядром краще, ніж швидкий нейтрон. Цей факт був установлений експериментально групою молодих італійських учених під керівництвом Енріко Фермі (1901–1954) у 1934 р. Саме використання повільних нейтронів дозволило з часом створити ядерний реактор.
Одержання та використання радіоактивних ізотопів
Радіоактивні ізотопи
— це різновиди атомів того самого хімічного елемента, ядра яких можуть довільно перетворюватися наядра інших елементів із випромінюванням мікрочастинок і γ променів.
Перший штучний радіоактивний ізотоп — ізотоп Фосфору —одержало подружжя Ірен і Фредерік Жоліо Кюрі в 1934 р. Опромінюючи алюміній α-частинками, вони спостерігали випромінювання нейтронів
Зараз для кожного хімічного елемента за допомогою ядерних реакцій одержані штучні радіоактивні ізотопи, і зазвичай вони є β + -радіоактивними. У промислових масштабах ізотопи одержують в ядерних реакторах,використовуючи як продукти поділу, так і нейтрони, якими опромінюють речовини.
Використання радіоактивних ізотопів як джерел ядерної енергії. Наприклад,як паливо для ядерних реакторів широко використовують Плутоній — транс урановий елемент, атоми якого утворюються внаслідок захоп лення нейтрону ядром Урану-238
Використання радіоактивних ізотопів як джерел γ-випромінювання. За допомогою γ-випромінювання знищують всередині металів (γ-дефектоскопія), лікують онкологічні захворювання Опромінення насіння невеликими дозами γ-випромінювання сприяє значному підвищенню врожайності, а опромінення великими дозами може привести до мутацій і отримання рослин із поліпшеними властивостями (радіоселекція).
Використання радіоактивних ізотопів як індикаторів. Радіоактивність є своєрідною міткою, за допомогою якої можна виявити наявність елемента, просте жити за його «поведінкою» під час фізичних і біологічних процесів тощо.Саме за допомогою таких індикаторів було доведено, що організм людини майже повністю оновлюється протягом двох років.
Можна визначити три напрями використання радіоактивних ізотопів.
Пристрої для реєстрації йонізуючого
випромінювання
Шар фотоемульсії.
Швидка заряджена частинка, рухаючись у шарі фотоемульсії, що містить кристали AgBr, на своєму шляху вириваєелектрони з деяких йонів Брому. Під час проявлення в змінених кристалах утворюються «зерна» металевого срібла — в шарі фотоемульсії проступають сліди (треки) первинної частинки та всіх заряджених частинок, що виникли внаслідок ядерних взаємодій. За товщиною і довжиною треків можна визначити заряди частинок та їхню енергію.
Сцинтиляційний лічильник
— детектор сцинтиляцій — світлових спалахів, які відбуваються в певних речовинах унаслідок ударів заряджених частинок. Саме такі лічильники використовував Е. Резерфорд у своєму досліді з визначення будови атомів
Камера Вільсона
— це трековий детектор. Вона являє собою ємність, заповнену парою спирту або ефіру. Коли поршень різко опускають, то внаслідок адіабатного розширення пара охолоджується і стає перенасиченою. Коли в перенасичену пару потрапляє заряджена частинка, на своєму шляху вона йонізує молекули пари — отримані йони стають центрами конденсації. Ланцюжок крапель cконденсованої пари,який утворюється вздовж траєкторії руху частинки (трек частинки), знімають на камеру або фотографують
Газорозрядний лічильник і йонізаційна камера
працюють за одним принципом: робоче тіло — газ — розміщено в електричному полі з високою напругою; заряджена частинка, що пролітає крізь газ, йонізує його, і в пристрої виникає газовий розряд.
Бульбашкова камера
є теж трековим детектором. Принцип її роботи подібний до камери Вільсона, а відмінність полягає в тому,що робочим тілом у бульбашковій камері є перегріта рідина: йони, які виникають уздовж траєкторії руху частинки, стають центрами кипіння — утворюється ланцюжок бульбашок.
.