Fizica nucleara
-
Upload
ana-maria-trandafir -
Category
Documents
-
view
7 -
download
1
description
Transcript of Fizica nucleara
Ce este radioactivitatea?Radioactivitatea este proprietatea
anumitor izotopi (atomi cu acelai numr de protoni, numr diferit de
neutroni) ai unor elemente chimice, de cele mai multe ori atomi
grei, precum uraniul sau plutoniul, de a se dezagrega spontan, n
urma acestui proces rezultnd, pe lng atomi ai unor elemente chimice
mai uoare, i ceea ce numim particule radioactive, adic radiaie de
diverse tipuri.
Particulele radioactive sunt produse att pe cale natural, n cadrul
unor procese de dezintegrare ce au loc permanent n jurul nostru (de
exemplu izotopii carbon-14 i potasiu-40, ntlnii n atmosfer,
respectiv n banane i pudra de cacao, sunt radioactivi), dar i pe
cale artificial n urma reaciilor din reactoarele nucleare
construite de om.
Energia i tipul particulelor radioactive rezultate difer n funcie
de tipul de reacie care are loc. Radiaiile emise sunt uneori
periculoase pentru oameni din cauza nivelului ridicat de energie pe
care l posed, dar, pe de alt parte, radioactivitatea poate fi i
benefic, fiind folosit ndeosebi n medicin pentru tratarea unor boli
sau pentru diagnoz.
Antoine Henri Becquerel (1852-1908)Descoper accidental radioactivitatea uraniului n anul 1896
Exist diverse tipuri de particule radioactive, toate putnd fi att benefice, ct i periculoase pentru om, n funcie de nivelul sau timpul de expunere.Dezintegrarea alfa Prima particul radioactiv despre care vom vorbi este particula alfa, rezultat n urma unui proces numit dezintegrarea alfa. Dezintegrarea alfa are loc atunci cnd un nucleu greu emite un nucleu de heliu ncrcat pozitiv (particula alfa), constnd din doi protoni i doi neutroni, devenind un atom cu numrul atomic mai mic cu doi dect valoarea iniial. Cel mai des ntlnit n natur izotop al uraniului, U-238, se descompune n urma acestui tip de dezintegrare nuclear.Particulele alfa penetreaz cu greu majoritatea materialelor, chiar i o foaie subire de hrtie putnd opri trecerea acestora. Ca aplicabilitate practic, putem meniona c detectoarele de fum folosesc izotopul radioactiv Am-241 (americiu) ca surs de particule alfa.Dezintegrarea betaDezintegrarea beta const n transformarea unui neutron ntr-un proton, reacie nsoit de emisia unui electron i a unei particule de mas extrem de mic i fr sarcin electric numit anti-neutrino. Electronul emis poart numele de particul beta, iar acest tip de reacie se mai numete i descompunerea beta-minus, prin asociere cu sarcina electric a electronului emis. Izotopul de hidrogen numit tritium (3H) sufer acest tip de dezagregare radioactiv.
Ernest Rutherford (1871-1937)Identific i denumete dezintegrrile
alfa i beta n 1899Particula beta, ncrcat negativ din punct de
vedere electric, poate parcurge distane mai mari dect particula
alfa despre care am amintit c penetra cu greutate orice tip de
material. Totui, n urma coliziunilor i interaciunilor cu unii atomi
i pierde i aceasta energia, una mult superioara celei a particulei
alfa. Dei poate trece cu uurin prin hrtie, o folie de aluminiu
constituie un obstacol de netrecut n calea unei asemenea
particule.SCURT ISTORIC
Fizicianul britanic Ernest Rutherford a descoperit radiaiile alfa i
beta n 1899. n timp ce studia uraniul a identificat dou tipuri
diferite de emisii, pe care le-a numit raze alfa i beta, despre ale
cror caracteristici am vorbit anterior. Sir J.J.Thomson descoperise
electronul n 1897, iar un tip de radiaie beta, particulele
beta-minus, consta chiar din electroni. Iniial, nici Rutherford i
nici J.J. Thomson nu au conectat cele dou descoperiri.
La scurt timp dup descoperirile lui Rutherford, Antoine Becquerel,
cel care descoperise accidental emisiile energetice ale atomilor de
uraniu, descoperind astfel fenomenul radioactivitii (numele fiind
dat ns ulterior de Marie Curie, care, ncepnd din 1898, a studiat n
detaliu mpreun cu soul su, Pierre Curie, radioactivitatea mai
multor elemente chimice), a fcut legtura ntre particula emis la
dezintegrarea beta-minus i electron n 1899, la scurt timp dup
descoperirile lui Rutherford.
Dezintegrarea gama Razele gama, produsul dezintegrrii gama, sunt
cele mai periculoase pentru om dintre toate radiaiile descrise
aici. Acestea sunt de fapt fotoni din afara spectrului vizibil i
pot fi gsii n cadrul spectrului electromagnetic n zona frecvenelor
foarte mari, ceea ce nseamn c au energii mari. Razele gama au fost
descoperite n anul 1900 de ctre Paul Villard (1860-1934), fizician
i chimist francez, n timp ce studia la Paris comportamentul
uraniului i radiului. Numele acestui tip de radiaie a fost dat de
ctre Ernest Rutherford.