Физика Альфа, бета- и гамма-излучения

Материалы к уроку

  • 47. Альфа, бета- и гамма-излучения.doc

    303 KBСкачать

  • 47. Альфа, бета- и гамма-излучения.ppt

    2.14 MBСкачать

Конспект урока

Радиоактивностью называется способность нестабильных ядер превращаться в другие ядра, при этом процесс превращения сопровождается испусканием различных частиц. После открытия радиоактивных элементов началось исследование физической природы их излучения. Кроме Беккереля и супругов Кюри, в данном направлении проводил исследования и Резерфорд.

Рассмотрим опыт, который позволил обнаружить сложный состав радиоактивного излучения. Отметим, что установка размещена в вакууме. В куске свинца сделан узкий канал. На дно канала помещен препарат радия. Расположим фотопластинку против канала. После проявления на фотопластинке присутствуют одно темное пятно, которое расположено точно напротив канала.  Создадим сильное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны лучу. Магнитное поле действует на выходящее из канала излучение: пучок распадается на три пучка. Два из них отклоняются в противоположные стороны, что указывает на наличие у этих излучений электрических зарядов противоположных знаков. Отрицательный элемент излучения отклонялся магнитным полем гораздо сильнее, чем положительный. Третий пучок совсем не отклоняется магнитным полем. Положительно заряженный компонент получил название альфа-лучей, отрицательно заряженный — бета-лучей и нейтральный — гамма-лучей.

Альфа-частица — положительно заряженная частица, образованная 2 протонами и 2 нейтронами. Идентична ядру атома гелия. Образуется при альфа-распаде ядер.
Бета-частицы представляют собой электроны, движущиеся со скоростями, очень близкими к скорости света. Отрицательно заряженные бета-частицы являются электронами (β−), положительно заряженные — позитронами (β+).
Гамма лучи представляют собой электромагнитные волны с чрезвычайно малой длиной волны.
Вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами.  
Рассмотрим свойства этих излучений.  Проникающая способность – свойство интенсивности поглощения различными веществами. α, β, γ — излучения очень сильно различаются по проникающей способности.  Наименьшей проникающей способностью обладают α-лучи. Если прикрыть отверстие в свинцовой пластинке листочком бумаги, то на фотопластинке не обнаружится пятна, соответствующего α-излучению, т.к. слой бумаги толщиной около 0,1 мм для них уже непрозрачен. β-лучи, проходящие через вещество, поглощаются намного меньше.  Алюминиевая пластинка, имеющая толщину несколько миллиметров, может полностью задержать β-лучи. γ-лучи имеют наибольшую проникающую способность. Интенсивность поглощения γ-лучей усиливается с увеличением атомного номера вещества-поглотителя. При прохождении γ -лучей через слой свинца в 1 см их интенсивность ослабевает лишь вдвое.  Различия в проникающей способности свидетельствуют о том, что другие свойства этих лучей также различны.

Гамма-лучи.  По своим свойствам  -лучи напоминают рентгеновские, но они имеют гораздо большую проникающую способность. Впоследствии была обнаружена дифракция γ-лучей на кристаллах, следовательно, γ-лучи представляют собой электромагнитные волны. Длина волны очень мала и составляет от 10-8 до 10-11 см.  На шкале электромагнитных волн γ-лучи следуют непосредственно за рентгеновскими. Скорость распространения у  γ-лучей соответствует скорости  электромагнитных волн — около 300 000 км/с.
Бета-лучи.  β-лучи – потоки заряженных частиц. Они сильнее чем α-лучи отклоняются как в магнитном, так и в электрическом поле. В результате исследования отклонения β-частиц в электрических и магнитных полях было установлено, что они по своим свойствам полностью совпадают с электронами, которые движутся со скоростью, очень близкой к скорости света. Причем, скорости β-частиц, испущенных различными радиоактивными элементами, неодинаковы. Встречаются частицы с самыми различными скоростями, что приводит к расширению пучка β-частиц в магнитном поле.

Альфа-частицы. Так как α-частицы слабее всех откланяются магнитным и электрическими полями, то выяснить природу данных частиц было трудной задачей. Её удалось решить Резерфорду. Он измерил отношение заряда q частицы к ее массе m по отклонению в магнитном поле. Оно оказалось примерно в 2 раза меньше, чем у протона — ядра атома водорода. Заряд протона равен элементарному, а его масса очень близка к атомной единице массы. Из чего следует, что у альфа-частицы на один элементарный заряд приходится масса, равная двум атомным единицам массы. Но заряд α-частицы и ее масса оставались неизвестными. Для их определения Резерфорд провел серию опытов. Сперва он поместил на пути α-частиц счетчик Гейгера, который измерял число частиц, которые испускало радиоактивное вещество за определенное время.  Потом заменил счетчик Гейгера на металлический цилиндр, который соединил с чувствительным электрометром. С помощью электрометра был измерен заряд α-частиц, испущенных источником внутрь цилиндра за такое же время, так как радиоактивность многих веществ почти не меняется со временем.
Зная суммарный заряд α-частиц и их число, Резерфорд определил, что заряд одной α-частицы равен двум элементарным. Следовательно, у α-частицы на каждый из двух элементарных зарядов приходится две атомные единицы массы. А на два элементарных заряда приходится четыре атомные единицы массы. Такой же заряд и такую же относительную атомную массу имеет ядро гелия. Отсюда был сделан вывод, что α-частица и есть ядро атома гелия.
Чтобы убедиться в полученных результатах, Резерфорд другими опытами доказал, что при радиоактивном α-распаде образуется именно гелий. Собирая α-частицы внутри специального резервуара на протяжении нескольких дней, он с помощью спектрального анализа убедился в том, что в сосуде накапливается гелий, т.к. каждая α-частица захватывала два электрона и превращалась в атом гелия.
 

Остались вопросы по теме? Наши репетиторы готовы помочь!

  • Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам

  • Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки

  • Повысим успеваемость по школьным предметам

  • Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ

Выбрать репетитораОставить заявку на подбор

Публикация не была найдена — Студопедия

Поделись с друзьями: 

Тип вопроса: 1. Выбор единственно правильного ответа

Цена вопроса (баллов): 1

Вариантов ответов:

1. альфа-лучи

2. бета-лучи

3. гамма-лучи

Верный ответ: 3 Вариантов ответов: 3

ВОПРОС N 28. Какое из излучений обладает наименьшей проникающей способностью?

Тип вопроса: 1. Выбор единственно правильного ответа

Цена вопроса (баллов): 1

Вариантов ответов:

1. альфа-лучи

2. бета-лучи

3. гамма-лучи

Верный ответ: 1 Вариантов ответов: 3

ВОПРОС N 29. Какие клетки крови наиболее чувствительны к действию ионизирующей радиации:

Тип вопроса: 1. Выбор единственно правильного ответа

Цена вопроса (баллов): 1

Вариантов ответов:

1. эритроциты

2. нейтрофилы

3. базофилы

4. лимфоциты

Верный ответ: 4 Вариантов ответов: 4

ВОПРОС N 30. Какая форма острой лучевой болезни возникает при облучении человека в дозах 1-10

Грэй?

Тип вопроса: 1.

Выбор единственно правильного ответа

Цена вопроса (баллов): 1

Вариантов ответов:

1. костномозговая

2. кишечная

3. токсемическая

4. церебральная

Верный ответ: 1 Вариантов ответов: 4

ВОПРОС N 31. Какая форма острой лучевой болезни возникает при облучении человека в дозах 10-20

Грэй?

Тип вопроса: 1. Выбор единственно правильного ответа

Цена вопроса (баллов): 1

Вариантов ответов:

1. костномозговая

2. кишечная

3. токсемическая

4. церебральная

Верный ответ: 2 Вариантов ответов: 4

ВОПРОС N 32. Какая форма острой лучевой болезни возникает при облучении человека в дозах 20-50

Грэй?

Тип вопроса: 1. Выбор единственно правильного ответа

Цена вопроса (баллов): 1

Вариантов ответов:

1. костномозговая

2. кишечная

3. токсемическая

4. церебральная

Верный ответ: 3 Вариантов ответов: 4

ВОПРОС N 33. Какая форма острой лучевой болезни возникает при облучении человека в дозах более

Грэй?

Тип вопроса: 1. Выбор единственно правильного ответа

Цена вопроса (баллов): 1

Вариантов ответов:

1. костномозговая

2. кишечная

3. токсемическая

4. церебральная

Верный ответ: 4 Вариантов ответов: 4

ВОПРОС N 34. Какие изменения крови характерны для костномозговой формы острой лучевой болезни

В период клинически выраженных признаков?

Тип вопроса: 2. Выбор возможных правильных ответов

Цена вопроса (баллов): 1

Вариантов ответов:

1. уменьшение количества лейкоцитов

2. увеличение количества лейкоцитов

3. уменьшение количества эритроцитов

4. увеличение количества эритроцитов

Верные ответы: 1; 3 Вариантов ответов: 4

ВОПРОС N 35. Какие изменения крови характерны для костномозговой формы острой лучевой болезни

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



11.

6: Проникающая способность излучения
  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    351291
    • Цель обучения
    • Сравнить качественно ионизирующую и проникающую способность альфа-частиц \(\left( \alpha \right)\), бета-частиц \(\left( \beta \right)\) и гамма-лучей \(\ влево(\гамма\вправо)\).

    При всем излучении от природных и искусственных источников, мы должны вполне обоснованно беспокоиться о том, как все излучение может повлиять на наше здоровье. Повреждение живых систем наносится радиоактивным излучением, когда частицы или лучи поражают ткани, клетки или молекулы и изменяют их. Эти взаимодействия могут изменить молекулярную структуру и функцию; клетки больше не выполняют свою надлежащую функцию, а молекулы, такие как ДНК, больше не несут соответствующей информации. Большое количество радиации очень опасно, даже смертельно. В большинстве случаев радиация повреждает одну (или очень небольшое количество) клеток, разрушая клеточную стенку или иным образом препятствуя размножению клетки.

    Способность радиации повреждать молекулы анализируется с точки зрения так называемой ионизирующей способности . Когда частица излучения взаимодействует с атомами, это взаимодействие может привести к тому, что атом потеряет электроны и, таким образом, станет ионизированным. Чем больше вероятность того, что повреждение произойдет в результате взаимодействия, тем больше ионизирующая сила излучения.

    Большая часть угрозы радиации связана с легкостью или трудностью защиты от частиц. Насколько толстой стены вам нужно спрятаться, чтобы быть в безопасности? Способность каждого вида излучения проходить через вещество выражается через проникающая способность. Чем больше материала может пройти излучение, тем больше проникающая способность и тем опаснее они. В общем, чем больше масса, тем выше ионизирующая способность и ниже проникающая способность.

    Рисунок \(\PageIndex{1}\): Показана способность различных типов излучения проходить через материал. От наименее до наиболее проникающих, они альфа < бета < нейтрон < гамма. (CC BY-SA 4.0; OpenStax).

    Сравнивая только три распространенных типа ионизирующего излучения, альфа-частиц имеют наибольшую массу. Из-за большой массы альфа-частицы она обладает наибольшей ионизирующей силой и наибольшей способностью повреждать ткани. Однако такой же большой размер альфа-частиц делает их менее способными проникать сквозь материю. Альфа-частицы обладают наименьшей проникающей способностью и могут быть остановлены плотным листом бумаги или даже слоем одежды. Их также останавливает внешний слой омертвевшей кожи на людях. Может показаться, что это устраняет угрозу со стороны альфа-частиц, но только от внешних источников. В ситуации, такой как ядерный взрыв или какая-то ядерная авария, когда радиоактивные излучатели распространяются в окружающей среде, излучатели могут вдыхаться или поступать с пищей или водой, и как только альфа-излучатель оказывается внутри вас, вы вообще не защищены. .

    Бета-частицы намного меньше альфа-частиц и, следовательно, обладают гораздо меньшей ионизирующей способностью (меньшая способность повреждать ткани), но их небольшой размер дает им гораздо большую проникающую способность. Большинство ресурсов говорят, что бета-частицы могут быть остановлены листом алюминия толщиной в четверть дюйма. Но опять же, самая большая опасность возникает, когда источник бета-излучения попадает внутрь вас.

    Гамма-лучи — это не частицы, а высокоэнергетическая форма электромагнитного излучения (как рентгеновские лучи, но более мощные). Гамма-лучи — это энергия, не имеющая ни массы, ни заряда. Гамма-лучи обладают огромной проникающей способностью, и для их защиты требуется несколько дюймов плотного материала (например, свинца). Гамма-лучи могут пройти через тело человека, ничего не задев. Считается, что они обладают наименьшей ионизирующей способностью и наибольшей проникающей способностью.

    Сравнение альфа-частиц, бета-частиц и гамма-лучей приведено в таблице \(\PageIndex{1}\).

    Таблица \(\PageIndex{1}\) Сравнение проникающей способности, ионизирующей способности и экранирования альфа- и бета-частиц и гамма-излучения.
    Альфа \(\альфа\) \(4 \mathrm{аму}\) Очень низкий уровень Очень высокий Бумажная оболочка
    Бета \(\бета\) \(1 / 2000 \mathrm{аму}\) Промежуточный уровень Промежуточный уровень Алюминий
    Гамма \(\гамма\) 0 (только энергия) Очень высокий Очень низкий уровень 2-дюймовый свинец

    Самый безопасный уровень радиации для человеческого тела равен нулю. Невозможно не подвергаться воздействию ионизирующего излучения, поэтому следующая лучшая цель — подвергаться как можно меньшему воздействию. Два лучших способа свести к минимуму воздействие — ограничить время воздействия и увеличить расстояние от источника.

    • Виды излучений различаются по своей способности проникать в материю и повреждать ткани, при этом альфа-частицы наименее проникающие, но потенциально наиболее разрушительные, а гамма-лучи наиболее проникающие.
    • Два лучших способа минимизировать воздействие — ограничить время воздействия и увеличить расстояние от источника.

      11.6: Penetrating Power of Radiation распространяется под лицензией CC BY 4.0, автором, ремиксом и/или куратором выступили Мариса Альвиар-Агнью и Элизабет Р. Гордон.

      1. Наверх
        • Была ли эта статья полезной?
        1. Тип изделия
          Раздел или Страница
          Лицензия
          СС BY
          Версия лицензии
          4,0
          Показать страницу TOC
          № на стр.
          Включено
          да
        2. Теги
          1. автор@Элизабет Р. Гордон
          2. автор@Мариса Альвиар-Агнью

        [Решено] Что из следующего имеет наименьшую проникающую способность?

        1. Альфа-частицы
        2. Бета частицы
        3. Гамма частицы
        4. Ничего из перечисленного 88 тыс. пользователей

          15 вопросов

          15 баллов

          12 минут

          Объяснение:

          Типы радиоактивных лучей:

          • Радиоактивные лучи классифицируются на основе поведения радиоактивных лучей в электрических и магнитных полях.
          • Три типа: α-лучи, β-лучи и γ-лучи.

          В таблице ниже показаны характеристики радиоактивных лучей: альфа-лучи β-лучи гамма-лучи Плата Положительно заряженный (+ve) Отрицательно заряженный (-ve) незаряженный Природа

          α-лучи состоят из потоков + сильно заряженных частиц, называемых α-частицами.

          Каждая α-частица имеет 2 единицы положительного заряда и массу 4 а.е.м.

          Каждая α-частица представляет собой ядро ​​гелия.

          Состоит из — очень заряженных частиц, называемых β-частицами.

          Каждая β-частица имеет массу, равную электрону, и несет одну единицу -ve заряда.

          Каждая β-частица представляет собой электрон.

          γ-лучи состоят из электромагнитного излучения с очень короткой длиной волны.

           

           

           

           

          Скорость

          α-лучи распространяются примерно с одной десятой скорости света.

          β-лучей распространяются со скоростями от 33 до 99% скорости света.

          γ-лучей распространяются со скоростью света.

           

          Проникающая способность

          Наименьшая проникающая способность.

           

          β-лучей в 100 раз более проникающие, чем α-лучи. γ-лучей обладают наибольшей проникающей способностью среди трех лучей. Ионизирующая способность Из-за высокого импульса, которым они обладают, α-лучи могут вызывать ионизацию газов.

          Из-за меньшей массы β-частиц ионизирующая способность меньше, чем у α-лучей.

          γ-лучей обладают наименьшей ионизирующей способностью среди трех типов радиоактивных лучей.

          Действие на фотопластинке α-лучей могут воздействовать на фотопластинку. 90 238 β-лучей могут воздействовать на фотопластинку.

          γ-лучей могут воздействовать на фотопластинку.

           

          Итак, альфа-частицы обладают наименьшей проникающей способностью.

          Скачать решение PDF

          Поделиться в WhatsApp

          Последние обновления AA ВМФ

          Последнее обновление: 27 января 2023 г.

          Выпущена пропускная карта SSR Agniveer ВМС Индии! ВМС Индии продлили последний срок подачи заявок на экзамен SSR Agniveer с 17 декабря 2022 года на 28 декабря 2022 года.