Бета излучение – что это кратко, свойства поля и потока электронов, взаимодействие с веществом

3.9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 178.

3.9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 178.

Один из видов радиоактивного излучения, существующего в природе, — бета-излучение. Познакомимся с этим видом радиоактивности, с природой бета-лучей, с механизмом их возникновения.

Открытие бета-лучей

После открытия радиоактивности в конце XIX в. многие физики стали изучать природу и свойства радиоактивного излучения. Одним из таких физиков был Э. Резерфорд. В 1899 г. он поставил опыт по определению состава радиоактивного излучения.

Рис. 1. Опыт Резерфорда по радиоактивности 1899.

В свинцовом контейнере находится радиоактивный препарат (как правило, соль радия). Через окно в контейнере радиоактивное излучение попадает на фотопластинку. Как и в опытах других физиков, на пластинке появлялась засвеченная область. Теперь, если на пути радиоактивного луча поместить сильное магнитное поле и если радиоактивный луч состоит из заряженных частиц, засвеченная область на фотопластинке сдвинется в сторону.

Опыт показал, что радиоактивное излучение имеет сложный состав. На фотопластинке после включения магнитного поля возникли три пятна. Это доказывало, что в радиоактивных лучах присутствуют частицы всех трех видов: тяжелые положительные, легкие отрицательные и нейтральные (неизвестного веса).

Положительная компонента радиоактивного излучения была названа альфа-лучами, отрицательная — бета-лучами, нейтральная — гамма-лучами.

Свойства бета-лучей

Бета-лучи сильно отклонялись в магнитном поле, следовательно, массы их были невелики. Измеряя степень отклонения бета-лучей магнитным полем с известной индукцией, установили, что эти лучи — не что иное, как поток электронов, движущихся с высокими скоростями.

В дальнейшем выяснилось, что бета-лучи — это результат действия особого, слабого взаимодействия, в результате которого нейтрон распадается на протон, электрон и антинейтрино. Порядковый номер элемента в периодической таблице Менделеева увеличивается на единицу, а массовое число остается прежним (протон и нейтрон весят практически одинаково).

Рис. 2. Бета-распад.

Все эти обстоятельства и определяют свойства бета-излучения.

  • Генерируется оно радиоактивными ядрами, имеющими избыток нейтронов (по сравнению с энергетически выгодными количествами).
  • Электроны, из которых состоят бета-лучи, имеют энергии от нуля до десятков МэВ, летят с околосветовыми скоростями и поэтому достаточно глубоко проникают в вещество, а также способны на взаимодействие с веществом, ионизируя его.
  • Для защиты от поля бета-излучения достаточно нескольких сантиметров плотного материала, однако если бета-частицы попадают внутрь организма, они становятся очень опасны. Мощности дозы хватит, чтобы вызвать тяжелые внутренние ожоги.
  • Спектр энергии бета-лучей — непрерывный. Бета-частицы обладают всевозможными энергиями от нуля до некоторого максимального значения, которое определяется спецификой распадающегося элемента.

Исходя из квантового характера испускания частиц, спектр энергии бета-лучей должен быть линейчатым (как, например, спектр альфа-частиц). В рамках развивавшейся в то время квантовой теории непрерывность реального бета-спектра была необъяснима, поскольку она нарушала закон сохранения энергии. Поэтому В. Паули в 1930 г. выдвинул предположение, что часть энергии уносится частицей, очень слабо взаимодействующей с веществом. Этой частицей оказалось антинейтрино, зарегистрированное экспериментально в 1956 г. — частица, подтвердившая существование особого, слабого фундаментального взаимодействия.

Рис. 3. Слабое взаимодействие.

Что мы узнали?

Бета излучение — это поток электронов, вылетающих с высокими скоростями из ядер при радиоактивном распаде. Этот распад происходит в результате особого, слабого взаимодействия. Бета-частицы имеют непрерывный энергетический спектр из-за того, что часть энергии уносится легкой безмассовой частицей антинейтрино.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

    Пока никого нет. Будьте первым!

Оценка доклада

3.9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 178.


А какая ваша оценка?

Радиация

Радиация

2. Радиация

    Радиация — обобщенное понятие. Оно включает различные виды излучений, часть которых встречается природе, другие получаются искусственным путем.
    Прежде всего следует различать корпускулярное излучение состоящее из частиц с массой отличной от нуля, и электромагнитное излучение. Корпускулярное излучение может состоять как из заряженных, так и из нейтральных частиц.

2.1. Корпускулярное излучение

    Альфа-излучение — представляет собой ядра гелия, которые испускаются при радиоактивном распаде элементов тяжелее свинца или образуются в ядерных реакциях.


    Бета-излучение — это электроны или позитроны, которые образуются при бета-распаде различных элементов от самых легких (нейтрон) до самых тяжелых.
    Космическое излучение. Приходит на Землю из космоса. В его состав входят преимущественно протоны и ядра гелия. Более тяжелые элементы составляют менее 1%. Проникая вглубь атмосферы, космическое излучение взаимодействует с ядрами, входящими состав атмосферы, и образует потоки вторичных частиц (мезоны, гамма-кванты, нейтроны и др.).
   Нейтроны. Образуются в ядерных реакциях (в ядерных реакторах и в других промышленных и исследовательских установках, а также при ядерных взрывах).
    Продукты деления. Содержатся в радиоактивных отходах переработанного топлива ядерных реакторов.
    Протоны, ионы. В основном получаются на ускорителях.

2.2. Электромагнитное излучение

    Электромагнитное излучение имеет широкий спектр энергий и различные источники: гамма-излучение атомных ядер и тормозное излучение ускоренных электронов, радиоволны (табл.

1).

Таблица 1.

Характеристики электромагнитных излучений.
Энергия,
эВ
Длина
волны, м
Частота,
Гц
Источник излучения
10910-161024
Тормозное излучение
10510-121020Гамма излучение ядер
10310-101018Рентгеновское излучение
10110-81016Ультрафиолетовое излучение
10-1
10-61014Видимый свет
10-310-41012Инфракрасное излучение
10-510-21010Микроволновое излучение
10-7
100
108СВЧ
10-9102106Радиоволны ВЧ
10-11104104Радиоволны НЧ

внутренняя история.

Ионизирующие излучения. Атомов — внутренняя история. Ионизирующие излучения.
2. Isotopes and decay page 7
Ionizing Gradiations
2020202020202020202020202020202020202020202.930202020202020202020202020202020202020202.99939333. При распаде они испускают ионизирующие излучения, называемые так потому, что вызывают ионизацию среды, через которую они проходят. Существует три основных типа излучения: альфа (а), бета (б) и гамма (г). Впервые они были обнаружены в конце 19 в.го века и классифицировались в соответствии с их проникающей способностью (альфа — наименее проникающая, а гамма — наибольшая).

Теперь мы знаем больше о том, что они из себя представляют и почему они ведут себя так, а не иначе.

Picture 2. 4 Alpha radiation.
Альфа -радиация —
Что это? Альфа-излучение представляет собой поток частиц. Это ядра гелия два протона и два нейтрона. Это означает, что они имеют (относительно) большую массу. Все альфа-частицы данного радиоактивного распада имеют одинаковую энергию (порядка нескольких МэВ).
Сколько стоит? Атомный номер гелия равен 2, поэтому альфа-частица несет двойной положительный заряд.
Какой у него символ?  или 
Как быстро они едут? Альфа-частицы не движутся очень быстро (по сравнению с бета-частицами), потому что они имеют такую ​​большую массу. Они уносят энергию радиоактивного распада; эта энергия порядка нескольких МэВ и отдается кинетической энергии альфа-частицы; они имеют массу 6,6 х 10 27 кг, поэтому их скорость составляет примерно 7 x 10 6 м.с -1 т.е. около пятидесятой скорости света.
Насколько они ионизирующие? Их низкая скорость означает, что они имеют тенденцию сталкиваться с большим количеством других атомов и вызывать сильную ионизацию на своем пути. Альфа-частица может ионизировать тысячи частиц воздуха, прежде чем замедлится до тепловых скоростей.
Как далеко они заходят? Все эти столкновения означают, что они быстро теряют энергию, поэтому у них небольшой радиус действия в воздухе.
Через что они проходят? Их легко остановить любым твердым предметом даже лист бумаги остановит альфа-излучение.
Влияние магнитного поля Альфа-частицы слегка отклоняются в магнитном поле. Их большая масса означает, что они не сильно отклоняются. Они будут двигаться по дуге окружности в однородном поле (см. стр. 19).).
Влияние электрического поля Они слегка отклоняются в электрическом поле и будут двигаться по параболической кривой в однородном поле.
Picture 2. 5 Beta radiation.
Фотография 2.6 изгибающие частицы бета в магнитном поле. Они должны пройти изогнутый путь, чтобы добраться до детектора.
Бета -излучение — B
9009
00003
Что это? Бета-излучение (с которым вы столкнетесь в школе) представляет собой поток быстро движущихся электронов. Бета плюс излучение представляет собой поток частиц, называемых позитронами . Бета-излучение от данного радиоактивного распада имеет диапазон энергий (см. стр. 16).
Сколько стоит? Обычно вы сталкиваетесь с бета-минус (b-) излучением, которое имеет отрицательный заряд.
Какой у него символ?  или 
Как быстро они едут? Эти частицы имеют очень небольшую массу (примерно в 7 000 раз легче, чем альфа-частица) и движутся со скоростью, близкой к скорости света (300 000 км с -1 ).
Насколько они ионизирующие? Они имеют тенденцию проходить через воздух и твердые вещества без многочисленных столкновений с другими атомами. Таким образом, бета-излучение является слабо ионизирующим.
Как далеко они заходят? Однако это означает, что он имеет большой радиус действия в воздухе.
Через что они проходят? Проходит сквозь бумагу, алюминий и сталь. Однако его останавливают свинец или толстые куски других металлов.
Влияние магнитного поля Бета-частицы легко отклоняются в магнитном поле из-за их малой массы. Они будут двигаться по круговой траектории в однородном поле (см. стр. 19).). Направление их отклонения говорит нам о том, заряжены ли они положительно или отрицательно.
Влияние электрического поля Они отклоняются в электрическом поле и будут двигаться по параболической кривой в однородном поле.
0003
9
Рисунок 2.7 Гамма-излучение.

Gamma radiation — g
What is it? Гамма-излучение относится к высокочастотному концу электромагнитного спектра. Он имеет очень короткую длину волны (намного меньше радиуса атома) и проходит сквозь атомы с очень малой вероятностью отклонения или поглощения. Гамма-излучение часто выдается с альфа- и бета-излучением.
Сколько стоит? Бесплатно.
Какой у него символ?
Как быстро это происходит? Поскольку он является частью электромагнитного спектра, он движется со скоростью света 300 000 км.с -1 .
Насколько он ионизирующий? Он будет проходить сквозь вещество, не вызывая сильной ионизации.
Как далеко это заходит? Обладает очень большим радиусом действия в воздухе, но становится слабее с расстоянием. Его интенсивность подчиняется закону обратных квадратов: становится слабее с квадратом расстояния, т. е. удваивает расстояние на четверть интенсивности. Утроение расстояния приводит к девятой части интенсивности.
Через что это проходит? Он проходит через тонкие образцы большинства материалов без заметного снижения интенсивности. Однако его интенсивность снижается свинцом или очень толстыми кусками других металлов. Чем толще образец, тем больше снижение интенсивности.
Влияние магнитного поля Не действует, так как не имеет заряда.
Влияние электрического поля Не действует, так как не имеет заряда.

ответов на общие вопросы о радиоактивности

ChemTeam: ответы на общие вопросы о радиоактивности

Ответы на общие вопросы о радиоактивности


(Правильные ответы в полужирный. )

Вернуться в меню радиоактивности

Вернуться к вопросам

1) Положительно заряженная частица, состоящая из двух протонов и двух нейтронов и испускаемая радиоактивным ядром, называется альфа-частицей.

2) Электрон, высвобождаемый радиоактивным ядром и превращающий нейтрон в протон, называется бета-частицей .

3) Количество времени, за которое распадается половина атомов в радиоактивном образце, называется период полураспада. .

4) Процесс, при котором ядра нестабильных атомов могут стать более стабильными за счет испускания частиц и/или электромагнитного излучения, называется радиоактивным распадом.

5) Высокоэнергетическое электромагнитное излучение, испускаемое радиоактивным ядром, называется гамма-лучами.

6) Радиоактивный распад – это распад радиоактивного элемента, который чаще всего приводит к образованию нового ядра.

7) Трансмутация — это превращение атома в другой вид атома, происходящее при радиоактивном распаде.

8) В 1896 году Анри Беккерель из Франции открыл радиоактивность.

9) Альфа-излучение на самом деле представляет собой поток ( положительно, отрицательно) заряженных частиц.

10) Бета-излучение на самом деле представляет собой поток (положительно, отрицательно ) заряженных частиц.

11) Всякий раз, когда элемент подвергается ( альфа, бета, гамма) распада, он превращается в другой элемент с атомным номером на два меньше, чем раньше, и массовым числом на четыре меньше, чем раньше.

12) Во время (альфа, бета, гамма) распада нейтрон в ядре распадается на протон, электрон и антинейтрино.

13) Чем стабильнее ядро, тем ( длиннее, короче) период его полураспада.

14) ( Альфа-частицы, Бета-частицы, Гамма-лучи) можно остановить листом бумаги.

15) (Альфа-частицы, Бета-частицы, Гамма-лучи) можно остановить тонким металлическим листом.

16) Для остановки требуется толстый металлический лист (альфа-частицы, бета-частицы, гамма-лучи ).

17) (Альфа-частицы, Бета-частицы, Гамма-лучи ) движутся со скоростью света.

18) Термин радиоактивность был введен Марией Кюри.

19) (Альфа-частицы, Бета-частицы, Гамма-лучи) не подвержены влиянию магнитного поля, поскольку не несут электрика зарядка.

20) Альфа-частица на самом деле является ядром гелия.

21) Бета-частицы возникают в ядре атома.

22) Протекают процессы радиоактивного распада до тех пор, пока не образуется стабильный элемент .

23) Период полураспада данного изотопа можно изменить под воздействием тепла, давления или других физических средств. Истина или Ложь.

24) Что происходит при цепной реакции?

907:35 А) Радиоактивные реагенты осаждаются на регулирующих стержнях.
B) Продукты, которые являются радиоактивными, теряются.
C) Реагенты, состоящие из двух частей.
D) Выпускаются продукты, запускающие новую реакцию.