Информация 7. Биографические сведения

Беккерель Антуан Анри (15.12.1852-25.08.1908) -французский физик. Антуан Анри Беккерель представлял третье поколение ученых семьи Беккерель. Дед Антуан Сезар занимался изучением люминесценции, отец Александр Эдмон изучал фосфоресценцию. Антуан Анри Беккерель родился в Париже. Окончил Высшую школу мостов и дорог. Почти в течение всей жизни был связан работой по первичной специальности - занимал должность главного инженера в управлении мостов и дорог (с 1894г). Антуан Анри открыл в 1896г явление радиоактивности. Его именем названа единица активности – Беккерель (Бк). .

Склодовская-Кюри Мария (7.11.1867-4.07.1934)- французский физик и химик. Родилась в Варшаве (Польша) в семье учителя физики. С 1891 года работала во Франции. Обнаружила радиоактивность тория. Совместно с мужем - П. Кюри открыла два новых радиоактивных элемента - полоний и радий. Ввела термин “радиоактивность”. Получила совместно с французским химиком А. Дебьерном металлический радий, исследовала его свойства. Разработала методы измерения радиоактивности. Впервые применила радиоактивное излучение в медицине. Мария Склодовская-Кюри была первой женщиной получившей Нобелевскую премию в 1903г. по физике, а в 1911г.- по химии. Т.е. стала первым дважды лауреатом этой престижной премии. Единица активности Кюри (Ki) в настоящее время считается устаревшей.

Резерфорд Эрнест (30.08.1871-19.10.1937)- английский ученый.

Родился в Спринг-Броуве (сейчас Брайтуотер) в Новой Зеландии. Отец был колесным мастером, а мать учительницей. Основные исследования были посвящены радиоактивности, атомной и ядерной физике. Один из создателей учения о радиоактивности и строении атома. Открыл альфа - и бета - лучи и установил их природу. Предложил планетарную модель атома. Осуществил первую ядерную реакцию и предсказал существование нейтрона.

Основные формулы

1. Закон радиоактивного распада: ;
2. Активность: ; ; ;
3. Постоянная радиоактивного распада
4. Поглощенная доза:

Образцы решения задач:

1.Исследования пробы материала на радиоактивность показало, что удельная активность по нуклиду равна . Посчитайте массу тория в 1кг пробы. Период полураспада .

Дано: Решение:

, N-число атомов пробы в момент измерения его активности

m-? ,

2. Зимним днем 1970г. английский рабочий Раймонд Суит, занятый на торфоразработках, в одной из дренажных канав на большой глубине под торфом обнаружил доску. Так была открыта самая древняя дорога через болото – дорога Суита. Радиоуглеродный анализ показал, что концентрация радиоуглерода в углероде полученном из досок равна 7,4 распадам в минуту на один грамм углерода. Концентрация в живых растениях соответствует 15,3 распадам в минуту. Исходя из этих данных, оцените, сколько лет назад была построена “дорога Суита” Период полураспада радиоуглерода . .

Дано: Решение:

Вопросы и задачи для самостоятельной работы

Вопросы:

1. Назовите возможные виды радиоактивных излучений как можно полнее. В чем состоит физическая причина опасности радиоактивных излучений?

2. Опасны ли радиоактивные излучения для строительных материалов – бетона, дерева, стекла, кирпича. В чем состоит физическая причина опасности?

3. Поясните области применения единиц доз облучения: - Грэй, - Зиверт. Что общего при их введении и что индивидуального?

4. Поясните области применения в строительстве материалов, содержащих радиоактивные нуклиды в зависимости от удельной эффективной активности.

5. Что такое радон? Какие проблемы в строительстве связаны с радоном?

6. Эксхаляция радона– это о чем?

7. Исследование пробы строительного материала (щебеночный камень) показало, что в ней присутствуют нуклиды ²¹⁴Pb, ²¹⁰Pb и ²⁰⁶Pb. Будут ли обнаружены в пробе и другие радионуклиды. Если да, то какие именно? (Приложения. Фигура 3)

8. Перед раскрытием нового проектируемого карьера был проведен анализ его горных пород (гранитного камня) на содержание радионуклидов ²²⁶Ra и ²³²Th. Исследования показало, что горная порода содержит радионуклиды, удельная эффективная активность которых 400 Бк/кг. Периоды полураспада , . Будет ли раскрыт карьер в промышленное использование? Ваш ответ аргументируйте словесно и числами.

9. Исследование пробы строительного материала на радиоактивность показала, что в ней присутствуют по отдельности нуклиды:

Элемент
Период полураспада

Будут ли обнаружены в ней другие радиоактивные нуклиды?

10. Какой нуклид образуется из - активного препарата в результате четырех распадов и двух распадов?

11. Назовите первичные по происхождению радионуклиды образующие радиоактивные семейства.

12. Вследствие радиоактивного распада нуклид превращается в нуклид . Сколько и превращений он при этом испытал? (Приложения. Фигура 3)

Задачи:

5.1. Начальная удельная активность нуклида в образце оказалась равной , ; ; . Через какое время она снизится до регламентируемой нормы ? Период полураспада .

5.2. Начальная удельная активность некоторого материала по нуклиду оказалась равной ; ; . Через какое время она снизится до регламентируемой нормы ? Период полураспада .

5.3. Начальная удельная активность горной породы по нуклиду оказалась равной . Через сколько лет можно будет использовать этот материал в строительстве, если регламентированная норма по нуклиду - . Период полураспада .

5.4. Значения удельных активностей некоторых материалов используемых в строительстве приведены в таблице.

Гранит (Россия)	Зольная пыль (Германия)	Глиноземы (Швеция)	Фосфогипс (Германия)	Кальций-силикатный шлак(США)	Отходы урановых предприятий

Считая, что их активность обусловлена главным образом по отдельности нуклидами либо , либо , определите время, спустя которое их можно будет использовать после начального получения. Регламентированная норма по - , период полураспада . Регламентированная норма по - , период полураспада .

5.5. В воздухе помещения обнаружены нуклиды , с периодом полураспада , и с периодом полураспада . Вычислите, какая доля нуклидов распадается за сутки? Чему равна активность в помещении через сутки, если в начальный момент равновесная объемная активность в воздухе была равна . Регламентированная норма . Примечание: учесть, что естественная концентрация нуклида приблизительно в 20 раз больше, чем .

5.6. Тело среднего человека массой 70кг содержит примерно 140г калия, 0,01% которого радиоактивна. Посчитайте активность радионуклида и дозу внутреннего облучения за сутки. Период полураспада радиокалия . Энергия - частицы равна

5.7. За 4 суток активность радионуклида уменьшилась в 54,5 раза. Чему будет равен период полураспада?

5.8. При распаде крупинки радиоактивного полония массой в течение 0,5часа образовался гелий, который при нормальный условиях занял объем 39,5см³. Определите период полураспада нуклида полония .

5.9. В глобальных выпадениях радиоактивных нуклидов, дольше всех присутствует , с периодом полураспада . Через сколько лет территория окажется практически безопасной?

5.10. В комнате радиоактивность, созданная радоном с периодом полураспада , оценивается значениями ; (норма). Какую дозу облучения получит человек за 1час, вдыхая воздух, обогащенный этим нуклидом? За сутки? Масса человека 70кг. Энергия - частицы равна

5.11. Из ядра атома радия вылетает - частица со скоростью . При какой температуре атомы гелия будут иметь такую же среднюю скорость поступательного теплового движения?

5.12. В пещере Леско вблизи Монтиньяка во Франции сохранились рисунки сделанные доисторическим человеком. Там же в пещере были обнаружены древесные угли из когда-то горевших очагов. Допуская, что очагами пользовались художники, оцените возраст рисунков. Остаточная активность радиоуглерода в углях очага равна 2,37 распадам в минуту на 1 грамм углерода. Активность в живых растениях соответствует 15,3 0,1 распадам в минуту на 1 грамм углерода. Период полураспада радиоуглерода . Оцените неопределенность возраста рисунков.

5.13. В пещере Форт- Рок (штат Орегона) было обнаружено 300 веревочных сандалий. Эта пещера была засыпана во время извержения вулкана. Для установления времени, когда это произошло, использовали метод радиоактивного датирования по радионуклиду , период полураспада радиоуглерода . При этом методе образец, содержащий около 30грамм углерода, сжигают до двуокиси углерода, который затем восстанавливают до элементарного углерода в виде сажи. После этого определяют - активность элементарного углерода. Она оказалась равной 5,12 распадам в минуту на 1 грамм углерода, при сравнении с - активностью углерода содержащегося в настоящее время в живых организмах - она равна 15,3 0,1 распадам в минуту на 1 грамм углерода. По этим приведенным данным определите, сколько лет назад произошло извержение вулкана.