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) 1/6
Radioaktivita přirozená a umělá 2/6
Druhy radioaktivního záření Zákon radioaktivní přeměny Zakresli: viz Učebnice [01],kap.4.2, obr.4-6: 3/6
Příklady nejznámějších radioizotopů, řazeno dle poločasu přeměny. Prvek Izotop Poločas rozpadu Beryllium Be 6, 7 10-17 s [04] Polonium Po 0, 3 µs [04] Thorium 223 Th 0, 9 sekundy [04] Francium Fr 22 minut [04] Síra 35 S 87, 5 dní [04] Kobalt 60 Co 5, 27 let [04] Tritium 3 H 12, 36 let [04] Cesium 137 Cs 30, 17 let [04] Radium 226 Ra 1 622 [04] / 1 602 [04] let Uhlík 14 C 5 730 let [04] Plutonium Pu 24 110 [04] / 24400 [04] let Uran 235 U 710 milionů let [04] Draslík 40 K 1, 26 miliard let [04] Uran 238 U 4, 468 [04] / 4, 51 [04] miliard let Thorium Th 14, 05 [04] / 13, 9 [04] miliard let Bismut 209 Bi cca 1, 9 10 19 let [04] 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 238 U na stabilní izotop 206 Pb, 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: a) Kalium - aragonová metoda - využívá rozpadu 40 K na 40 Ar b) Argon - argonová metoda - sledování poměru 40 Ar na 39 Ar c) Rubidium - stronciová metoda - založena na rozpadu 87 Rb na stabilní izotop 87 Sr d) Samarium - Neodynová metoda - využívá rozpadu izotopu 147 Sm na 143 Nd, kterým se datuje až 4,5 miliardy let zpět e) Metoda uran - thorium - olovo - založena na rozpadu tří mateřských izotopů ( 238 U, 235 U, 232 Th) se složitými rozpadovými řadami na stabilní izotopy olova 206 Pb, 207 Pb a 208 Pb. Praktické využití je pro horniny starší jeden milión let. f) Radiouhlíková metoda - využívá rozpadu izotopu 14 C, ale tato metodika se využívá pouze pro organickou hmotu, která není starší 70 000 let. [05] 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) Co je to radioaktivita? 2) Vysvětli na příkladech podstatu přirozené a umělé radioaktivity. 3) Popiš jednotlivé druhy radioaktivního záření. 4) Vysvětli pojem aktivita zářiče. 5) Co je to poločas rozpadu. 6) Zapiš rovnici zákona radioaktivní přeměny a popiš použité veličiny. 7) 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, 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: <http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=radioaktivita&oldid=9189838> [05] Wikipedie: Otevřená encyklopedie: Geochronologie [online]. c2012 [citováno 18. 11. 2012]. Dostupný z WWW: <http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=geochronologie&oldid=8560374> METODICKÝ LIST Název školy Masarykovo gymnázium Vsetín Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0487 Autor Mgr. Milan Staněk Název šablony III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název DUMu MGV_F_SS_3S2_D12_Z_MIKSV_Radioaktivita_PL Stupeň a typ vzdělávání Gymnaziální vzdělávání Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Fyzika Tematický okruh Jaderná fyzika Druh učebního materiálu Pracovní list Cílová skupina Žák, 17 18 let Anotace Pracovní list určen do výuky studentům, podklad pro vlastní poznámky/sešit, náplň: radioaktivita Vybavení, pomůcky Souprava Gamabeta Klíčová slova Radioaktivita,radioaktivní záření, poločas rozpadu, aktivita zářiče Datum 3.11.2012 6/6