Види радіоактивного випромінювання

Черняхівська

загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів

Розробка уроку з фізики

9 клас

на тему:

Підготував:             

Пархоменко Г.В.    

Тема. Види радіоактивного випромінювання.

Мета: сформувати поняття про явище радіоактивності, ознайомити учнів з видами радіоактивного випромінювання і основними характеристиками α-, β- γ-випромінюваннями; формувати вміння осмислювати інформацію і робити логічні висновки; розвивати творчий потенціал учнів; виховувати правильне ставлення кожного учня до екологічних проблем, пов’язаних з радіоактивністю.
Методи і прийоми навчання: експрес-опитування,  бесіда, самостійна робота

Обладнання: таблиці, дидактичні матеріали.

Тип уроку: комбінований урок .

1. Організаційна частина.

2. Актуалізація опорних знань.

Аналіз задач домашньої роботи.

Експрес-опитування.

• Яка будова атомного ядра?

• Що таке нуклони?

• Який склад ядра атома ⁷₃Li?

• Чим ядерні сили відрізняються від електричних і гравітаційних?

• Нуклони  притягуються один до одного. Чому ж все ядра не злилися в одне гігантське ядро?

• Уран  має 26 ізотопів. Чим відрізняються ізотопи U-235, U-238, U-239між собою?

3. Вивчення нового матеріалу.

Проблемна ситуація. Ми знаємо, що ядро атом має складну структуру. Хоча сфотографувати атом вдалось зовсім недавно ( у жовтні 2009 року групі Харківських вчених), проте це було відомо досить давно. У чому це проявляється?

Одним із доказів складної будови атома служить явище радіоактивності, відкрите французьким фізиком Анрі Беккерелем (1852-1908) в 1896 р.

Анрі Беккерель вивчав явище флуоресценції - здатності деяких речовин випускати випромінювання під впливом, зокрема, сонячного світла. Однак навесні 1896 р. день видався похмурим, тому досліди довелося відкласти в буквальному сенсі в довгий ящик - фотопластинки з досліджуваними мінералами були покладені в ящик лабораторного столу. Нарешті видався сонячний день. Перед новою серією дослідів Беккерель вирішив перевірити якість фотопластинок. Проявивши одну з них, він побачив чіткий силует мінералу у вигляді хреста.

Повторивши свої досліди, Беккерель переконався в тому, що мінерали, що містять солі урану, випускають проникаюче випромінювання, яке створюється без жодного впливу зовнішнього видимого світла. Ці промені проникали навіть крізь тонкі металеві пластинки! Причому зовнішні умови: температура, освітленість, тиск, наявність електромагнітного поля - ніяк не впливали на цю дивовижну здатність урану. Подальші досліди показали, що цей вид випромінювання здатний іонізувати повітря.

Минув рік. Восени 1897 р. молоді фізики - подружжя П'єр Кюрі (1859-1906) і Марія Склодовська-Кюрі (1867-1934) продовжують досліджувати випромінювання, відкрите Беккерелем, і виявляють, що подібними властивостями  володіє і торій. Одного разу при дослідженні радіоактивності уранової смоляної руди було встановлено, що її радіоактивність в 4 рази більша, ніж це належало за кількістю вмісту в руді урану. Так було відкрито новий хімічний елемент, названий на честь батьківщини Марії - Польщі - полонієм, а потім був відкритий елемент в тисячу разів більш активний, ніж чистий уран, - радій («променистий»), а саме явище з того часу стало називатися явищем радіоактивності .

 Пізніше було встановлено, що всі хімічні елементи починаючи з номера 84 радіоактивні.

Що ж являє собою радіоактивне випромінювання? Щоб відповісти на це питання, було проведено цілий ряд дослідів (досліди М. Склодовської-Кюрі і Е. Резерфорда).

У контейнер зі щілиною поміщали радіоактивний препарат, навпроти щілини розташовували фотопластинку. Радіоактивний промінь, потрапляючи на фотопластинку, засвічував її. Коли контейнер помістили в магнітне поле, радіоактивний промінь розділився на три складові: два промені відхилялися до протилежних полюсів магніту, а третій взагалі не відхилявся в магнітному полі.

Промені були названі першими трьома літерами грецького алфавіту – α, β, γ – промені.

Питання до класу.

Які висновки ми з вами можемо зробити з цього досліду?

Виявилося, що α-частинки - позитивно заряджені ядра Гелію, що вилітають з величезною швидкістю, яка в десятки разів перевищує перевершує швидкість сучасного літака, але вони ж мають і саму низьку проникаючу здатність, проникаючи в речовину приблизно на 12 см.

Альфа-випромінюванням називається потік позитивно заряджених частинок, що складаються з протонів і нейтронів. Такий потік виникає після розпаду атома якогось важкого елементу. Альфа-частинки здатні розлітатися в радіусі 50 мм від початкової точки випромінювання. Аркуш паперу, шкірні покриви людини можуть служити непоганим захистом від потоку цих самих частинок, тому особливої шкоди такі важкі частинки принести не зможуть. Однак, при попаданні всередину будь-якого організму найменшого джерела випромінювання з їжею або повітрям, опроміненню піддаються внутрішні органи, що є надзвичайно небезпечно для організму.

β-частинки - потік швидких електронів, що рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла (90% швидкості світла), проникають в речовину на відстань до 20 см.

Бета-випромінюванням називається потік електронів. Ці частинки, іменовані електронами, набагато менше альфа-частинок, але мають здатність до проникнення в будь-який організм на 2см. Захистом від такого виду випромінювання може бути звичайний одяг, скло або тонкий лист металу. Потрапляючи на незахищені ділянки тіла, електрони ушкоджують тільки зовнішній покрив шкіри. Саме такий вид випромінювання викликає сильні опіки. Як, у разі з альфа-частинками, внутрішнє опромінення становить більшу небезпеку, у порівнянні із зовнішнім опроміненням.

γ-випромінювання є електромагнітної хвилею, здатної проникати на сотні метрів.

Причиною радіоактивного випромінювання є мимовільний розпад атомних ядер радіоактивних елементів. При цьому деякі ядра випромінюють тільки α-частинки, інші - β-частинки, треті - і α-, і β-частинки. При цьому ядро, що розпалося ​​ перетворюється в ядро ​​іншого хімічного елемента.

Гамма-випромінюванням називається потік фотонів, який, при зіткненні з атомами, втрачає частину енергії. Гамма-випромінювання поширюється на величезні відстані, однак, чим більша віддаленість від епіцентру випромінювання, тим менше заряду енергії залишається у фотонів. Ступінь впливу, безпосередньо, залежить від віддаленості до безпосередньої точки випромінювання. Такий вид випромінювання пошкоджує, як внутрішні органи, так і шкірні покриви. Рівень проникнення всередину організму набагато більше у фотонів, ніж у електронів: захиститися допоможуть свинець і залізо, тому бар’єр у вигляді одягу легко долається потоком фотонів. 

Рентгенівське випромінювання – штучний аналог гамма-випромінювання, тому є керованим: розганяються в рентгенівській трубці електрони прямують точно в ціль. Такий вид випромінювань виявляється самим нешкідливим з усіх відомих людству. Найнебезпечнішим є нейтронне випромінювання, яке генерується біля ядерного реактора.

Перепоною на шляху нейтронів можуть бути тільки товсті бетонні стіни, парафіновий або водяний бар’єр. Таким чином, найбільша небезпека і загроза для людського організму виходить від гамма-випромінювань.

α-розпад — мимовільний розпад атомного ядра на ядро-продукт і α-частинку (ядро гелія ).

β-розпад — самочинне випускання електрона з перетворенням в нове атомне ядро

 При випромінюванні γ-променів ядро залишається тим самим елементом. Однак випромінювання гамма-променів може супроводжувати й інші ядерні реакції.

Отже,

1. У природі існують речовини, атоми яких можуть мимовільно розпадатися. Такі речовини називають радіоактивними.

2. Радіоактивне випромінювання складається з α-, β-, γ-променів.

3. α-частинки - ядра гелію, β-частинки - електрони, γ-частини - це електромагнітні хвилі.

4. Радіоактивне випромінювання може надавати хімічний вплив (світіння деяких речовин), біологічний вплив, має високу проникаючу здатність.

4. Закріплення вивченого матеріалу.

Самостійна робота (тест)

1. Явище радіоактивності було відкрито:

А) Резерфордом;

Б) Кюрі;

В) Беккерелем.

2. Було виявлено, що солі урану створюють:

А) Якесь випромінювання під дією світла;

Б) Якесь випромінювання під дією тепла ;

В) Якесь випромінювання без зовнішнього впливу.

3. Які невідомі раніше хімічні елементи відкрили П. Кюрі і М. Кюрі?

А) Уран і торій;

Б) Полоній і радій;

В) Хімічні елементи з порядковим номером 84 і вище.

4. Найбільш  інтенсивне випромінювання дає:

А)  Радій;

Б)Уран;

В) Торій;

5. Які хімічні елементи мають природну радіоактивністю?

А) Всі хімічні елементи;

Б) Хімічні елементи з порядковим номером 84 і вище;

В) Полоній і радій;

6. Для з'ясування природи радіоактивного випромінювання його про пустили через:

А) Свинець;

Б) Електричне поле;

В) Магнітне поле.

7. Радіоактивне випромінювання поділяється  на:

А) 2 види променів – α і β;

Б) 2 види променів - α і γ;

В) 3 види променів – α, β і γ.

8. α-випромінювання - це:

А) Потік електронів;

Б) Потік ядер гелію;

В) Електромагнітні хвилі.

9. β-випромінювання - це:

А) Потік електронів;

Б)  Потік ядер гелію;

В) Електромагнітні хвилі.

10. γ-випромінювання - це:

А) Потік електронів;

Б)  Потік ядер гелію;

В) Електромагнітні хвилі.

11. В порядку зростання проникаючої здатності компоненти

випромінювання можна розташувати так:

А) β, α, γ;

Б) α, β, γ;

В) γ, β, α.

12. Які частинки затримає шар бетону товщиною в кілька

метрів?

А) Тільки γ-частинки;

Б) Тільки α - і β-частинки;

В)  α -, β - і γ – частинки.

5. Домашнє завдання.

Опрацювати  § 32-33 (п.1).

Виконати вправу 29 (1).