Дебальцівска загальноосвітня школа Дебальцівска загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів №3І-ІІІ ступенів №3

« Радіоактивність та« Радіоактивність та вплив її на живі вплив її на живі

»організми»організмиПідготував учень 9-Б класу Підготував учень 9-Б класу

Чумак ДмитроЧумак Дмитро

м.Дебальцеве, 2012 рікм.Дебальцеве, 2012 рік

““Природа не терпить Природа не терпить жартів. Вона завжди жартів. Вона завжди спокійна, завжди серйозна, спокійна, завжди серйозна, завжди має рацію. Помилок завжди має рацію. Помилок припускається людина.”припускається людина.”

Й.В.ГетеЙ.В.Гете

Ключові питання:Ключові питання:

РадіоактивністьРадіоактивність Радіоактивні перетворенняРадіоактивні перетворення Вченні, що вивчали радіоактивністьВченні, що вивчали радіоактивність Перші атомні випробуванняПерші атомні випробування Аварія на ЧАЕС та її наслідкиАварія на ЧАЕС та її наслідки

ВченнВченні, що вивчали і, що вивчали радіоактивністьрадіоактивність

Антуан Анрі БеккерельАнтуан Анрі Беккерель

МаріяМаріяКюрі-Кюрі-СклодовськаСклодовська

Кюрі П'єрКюрі П'єр

Резерфорд ЕрнестРезерфорд Ернест

Антуан Анрі Беккерель Антуан Анрі Беккерель

15 грудня 1852 - 25 серпня 190815 грудня 1852 - 25 серпня 1908

— — французький фізик, лауреат французький фізик, лауреат Нобелівській премії з фізики і Нобелівській премії з фізики і один з першовідкривачів один з першовідкривачів радіоактивності. радіоактивності.

У 1896 р. Беккерель У 1896 р. Беккерель випадково відкрив випадково відкрив радіоактивність під час радіоактивність під час робіт по дослідженню робіт по дослідженню фосфоресценції в солях фосфоресценції в солях урану. урану.

ЗображенняЗображення фотопластини фотопластини Беккереля,Беккереля, якаяка була засвічена була засвічена випромінюванням солей урану. випромінюванням солей урану. Ясно видно тінь металевого Ясно видно тінь металевого мальтійського хреста, мальтійського хреста, поміщеного між пластинкою і поміщеного між пластинкою і сіллю урану. сіллю урану.

У 1908 році - році його смерті - він був вибраний У 1908 році - році його смерті - він був вибраний постійним членом французької академії наук.постійним членом французької академії наук. Він помер у віці 55 років в Ле-Круазік (Бретань). Він помер у віці 55 років в Ле-Круазік (Бретань).

У його честь названа У його честь названа одиниця радіоактивності одиниця радіоактивності в системі одиниць СІ - в системі одиниць СІ - бекерель (Bq). бекерель (Bq).

Також один кратер на Також один кратер на Місяці і один на Марсі Місяці і один на Марсі названі в його честь. названі в його честь.

Кюрі-СклодовськаКюрі-Склодовська Марія Марія

7 листопада 1867 - 4 липня 1934 7 листопада 1867 - 4 липня 1934

- польська фізик і хімік. - польська фізик і хімік.

У 1898 оголосила про У 1898 оголосила про можливість існування нового, сильно можливість існування нового, сильно радіоактивного, елемента в руді радіоактивного, елемента в руді уранова смолка. уранова смолка.

Її чоловік П’єр (1859-1906) відмовився від власних досліджень, щоб допомагати Марії, і в тому ж році вони оголосили про існування ще двох радіоактивних елементів: полонію і радію.

У 1902 вони одержали ці елементи в чистому вигляді.

Обоє вчених відмовилися взяти патент на своє Обоє вчених відмовилися взяти патент на своє відкриття. відкриття.

Вони були разом нагороджені медаллю Деві (1903) і Вони були разом нагороджені медаллю Деві (1903) і відзначені Нобелівською премією з фізики (1903) відзначені Нобелівською премією з фізики (1903) разом з Антуаном Беккерелем. разом з Антуаном Беккерелем.

Марія Кюрі написала "Трактат Марія Кюрі написала "Трактат про радіоактивність" (1910)про радіоактивність" (1910)і була нагороджена Нобелівською і була нагороджена Нобелівською премією з хімії в 1911 році.премією з хімії в 1911 році.

Кюрі П'єрКюрі П'єр

15 травня 1859 — 19 квітня 1906 15 травня 1859 — 19 квітня 1906

— — французький фізик, один з перших французький фізик, один з перших дослідників радіоактивності, член дослідників радіоактивності, член Французької АН, лауреат Нобелівської Французької АН, лауреат Нобелівської премії з фізики за 1903 рік. премії з фізики за 1903 рік.

Шведська королівська академія наук Шведська королівська академія наук присудила подружжю Кюрі половину присудила подружжю Кюрі половину Нобелівської премії з фізики 1903 р. Нобелівської премії з фізики 1903 р. «на знак визнання... їх сумісних досліджень«на знак визнання... їх сумісних досліджень явищ радіації, відкритих професором явищ радіації, відкритих професором Анрі Беккерелем», з яким вони розділили Анрі Беккерелем», з яким вони розділили премію. премію.

Кюрі були хворі і не змогли бути присутнім на церемонії Кюрі були хворі і не змогли бути присутнім на церемонії вручення премій. вручення премій. У своїй Нобелівській лекції, прочитаній два роки опісля, У своїй Нобелівській лекції, прочитаній два роки опісля, Кюрі вказав на потенційну небезпеку, яку представляють Кюрі вказав на потенційну небезпеку, яку представляють радіоактивні речовини, потрап вони не в ті руки, і додав, що радіоактивні речовини, потрап вони не в ті руки, і додав, що «належить до тих, хто разом з Нобелем вважає, що «належить до тих, хто разом з Нобелем вважає, що нові нові відкриття принесуть людству більше бід, чим добравідкриття принесуть людству більше бід, чим добра».».

Резерфорд Ернест Резерфорд Ернест

30 серпня 1871, Брайтвотер, Нова 30 серпня 1871, Брайтвотер, Нова Зеландія — 19 жовтня 1937, Зеландія — 19 жовтня 1937, КембриджКембридж

— — британський фізик, лауреат британський фізик, лауреат Нобелівської премії з хімії (1908). Нобелівської премії з хімії (1908).

Резерфорд відомий перед усім Резерфорд відомий перед усім експериментами з розсіювання експериментами з розсіювання альфа-частинок (Резерфордівське альфа-частинок (Резерфордівське розсіювання). розсіювання).

Завдяки якому він встановив структуру Завдяки якому він встановив структуру атома, як системи, що складається із малого атома, як системи, що складається із малого за розмірами позитивно зарядженого за розмірами позитивно зарядженого ядра й електронів.ядра й електронів.

Проект: Проект: РаРадіоактивністьдіоактивність

1.1. Відкриття радіоактивності.Відкриття радіоактивності.

2.2. αα-, -, ββ- і - і γγ--випромінювання.випромінювання.

3.3. Радіоактивність, як свідчення Радіоактивність, як свідчення складної будови атомів.складної будови атомів.

Відкриття радіоактивності.Відкриття радіоактивності.Наприкінці ХІХ століття з’явилися факти, які Наприкінці ХІХ століття з’явилися факти, які

свідчили, що атом має складну будову.свідчили, що атом має складну будову.

Радіоакти́вністьРадіоакти́вність (від лат. (від лат. radioradio — «випромінюю» — «випромінюю» radiusradius — «промінь» і — «промінь» і activusactivus — «дієвий») — — «дієвий») — явище спонтанного перетворення нестійкого явище спонтанного перетворення нестійкого ізотопу хімічного елемента в інший ізотоп ізотопу хімічного елемента в інший ізотоп (зазвичай іншого елемента) ((зазвичай іншого елемента) (радіоактивний радіоактивний розпадрозпад), або (), або (рідше) — явище спонтанного ) — явище спонтанного випускання (гамма-частинок без перетворення.випускання (гамма-частинок без перетворення.

В 1896 р. Антуан Анрі Беккерель дослідив В 1896 р. Антуан Анрі Беккерель дослідив випромінювання солей урану і встановив, що випромінювання солей урану і встановив, що інтенсивність випромінювання визначається інтенсивність випромінювання визначається тільки кількістю урану в препараті і абсолютно не тільки кількістю урану в препараті і абсолютно не залежить від того, в які з'єднання він входить. залежить від того, в які з'єднання він входить. Тобто ця властивість властива не з'єднанням, а Тобто ця властивість властива не з'єднанням, а хімічному елементу — урану.хімічному елементу — урану.

В 1898 р. П'єр Кюрі і Марія Склодовська-Кюрі відкрили В 1898 р. П'єр Кюрі і Марія Склодовська-Кюрі відкрили випромінювання торію, пізніше були відкриті полоній випромінювання торію, пізніше були відкриті полоній радій. у 1903 році подружжю Кюрі було присуджено радій. у 1903 році подружжю Кюрі було присуджено Нобелівську премію. На сьогодні відомо близько 40 Нобелівську премію. На сьогодні відомо близько 40 природних елементів, яким властива радіоактивність.природних елементів, яким властива радіоактивність.

Встановлено, що усі хімічні елементи з порядковим номером, більшим

за 83 — радіоактивні.

Природна радіоактивністьПриродна радіоактивність — спонтанний розпад ядер — спонтанний розпад ядер елементів, що зустрічаються в природі.елементів, що зустрічаються в природі.

Штучна радіоактивністьШтучна радіоактивність — спонтанний розпад ядер — спонтанний розпад ядер елементів, отриманих штучним шляхом, через елементів, отриманих штучним шляхом, через відповідні ядерні реакції.відповідні ядерні реакції.

Ернест Резерфорд експериментально встановив (1899), що солі урану Ернест Резерфорд експериментально встановив (1899), що солі урану випускають проміння 3 типів, які по-різному відхиляються в випускають проміння 3 типів, які по-різному відхиляються в магнітному полі:магнітному полі:

проміння першого типу відхиляється так само, як потік додатно проміння першого типу відхиляється так само, як потік додатно заряджених частинок; їх назвали альфа-променями; заряджених частинок; їх назвали альфа-променями;

проміння другого типу відхиляється в магнітному полі так само, як проміння другого типу відхиляється в магнітному полі так само, як потік негативно заряджених частинок (в протилежну сторону), їх потік негативно заряджених частинок (в протилежну сторону), їх назвали бета-променями; назвали бета-променями;

і проміння третього типу, яке не відхиляється магнітним полем, і проміння третього типу, яке не відхиляється магнітним полем, назвали гамма-променями. назвали гамма-променями.

Радіоактивні перетворенняРадіоактивні перетворення

Радіоактивний розпад.Радіоактивний розпад. αα-розпад.-розпад. ββ-розпад.-розпад.

α-розпадомα-розпадом називають мимовільний називають мимовільний розпад атомного ядра на ядро-продукт і розпад атомного ядра на ядро-продукт і α-частинку (ядро атома ).α-частинку (ядро атома ).

α-розпад є властивістю важких ядер з масовим α-розпад є властивістю важких ядер з масовим числом А≥200. Всередині таких ядер за числом А≥200. Всередині таких ядер за рахунок властивості насичення ядерних сил рахунок властивості насичення ядерних сил утворюються відособлені α-частинки, що утворюються відособлені α-частинки, що складаються з двох протонів і двох нейтронів. складаються з двох протонів і двох нейтронів.

α-частинка, що утворилася, більш схильна дії α-частинка, що утворилася, більш схильна дії кулонівських сил відштовхування від протонів кулонівських сил відштовхування від протонів ядра, ніж окремі протони. Одночасно на α-ядра, ніж окремі протони. Одночасно на α-частинку менше впливає ядерне тяжіння до частинку менше впливає ядерне тяжіння до нуклона ядра, ніж на решту нуклонів.нуклона ядра, ніж на решту нуклонів.

Правило зсуву Содді для α-розпаду:Правило зсуву Содді для α-розпаду:

Приклад:Приклад:

В результаті α-розпаду елемент зміщується на 2 В результаті α-розпаду елемент зміщується на 2 клітинки до початку таблиці Менделєєва. Дочірнє клітинки до початку таблиці Менделєєва. Дочірнє ядро, що утворилося в результаті α-розпаду, ядро, що утворилося в результаті α-розпаду, зазвичай також виявляється радіоактивним і через зазвичай також виявляється радіоактивним і через деякий час теж розпадається. Процес радіоактивного деякий час теж розпадається. Процес радіоактивного розпаду відбуватиметься доти, поки не з'явиться розпаду відбуватиметься доти, поки не з'явиться стабільне, тобто нерадіоактивне ядро, яким частіше стабільне, тобто нерадіоактивне ядро, яким частіше за все є ядра свинцю або вісмуту.за все є ядра свинцю або вісмуту.

Перші атомні випробуванняПерші атомні випробування

1.1.м.Хіросімам.Хіросіма

2.2.м.Нагасакім.Нагасакі

В епіцентрі вибуху В епіцентрі вибуху виникла вогненна куля виникла вогненна куля діаметром 300 м, а її діаметром 300 м, а її температура температура перевищувала 300 000 перевищувала 300 000 ооС. С.

Почалися страшні Почалися страшні пожежі...пожежі...

6 серпня 1945 р. в центрі японського міста Хіросіма з американського бомбардувальника було скинуто першу атомну бомбу “Малюк”. Яка містила 45 кг Урану-235.

Грибоподібна хмара білого й чорного диму піднялася на висоту до 18 км. Під зоною вибуху виникла ударна хвиля, яка змітала все на своєму шляху. Назустріч їй вирушила нова ударна хвиля, що поверталася до центру вибуху, де утворився вакуум.

Потім пішов дощ...

Великі теплі краплі, Великі теплі краплі, чорні й масні, падали чорні й масні, падали на обгорілих, осліп-на обгорілих, осліп-лених людей, несучи лених людей, несучи їм радіоактивну їм радіоактивну смерть.смерть.

Тоді загинуло 89 тис. людей і стільки ж було постраждалих. До початку 1950 р. Від променевої хвороби

померло ще 150 тис. чоловіків.

9 серпня 1945 р. ще одне японське місто – 9 серпня 1945 р. ще одне японське місто – Нагасакі – зазнало удару атомної бомби, від якої Нагасакі – зазнало удару атомної бомби, від якої

постраждало постраждало 640 тис.640 тис. чоловік. чоловік.

Класифікація іонізуючих випромінювань, яка Класифікація іонізуючих випромінювань, яка

враховує їх природу, наведена на рис.враховує їх природу, наведена на рис.

Радіоактивне (іонізуюче) випромінювання Радіоактивне (іонізуюче) випромінювання небезпечне тим, що воно невидиме, не має ні небезпечне тим, що воно невидиме, не має ні запаху, ні смаку, тому людина його ніяк не запаху, ні смаку, тому людина його ніяк не відчуває.відчуває.

Проте випромінювання, особливо γ-промені, має велику проникну здатність.

Проникаючи всередину живих організмів, воно іонізує молекули, руйнує клітинні мембрани, уражає клітини кісткового мозку, призводить до генетичних ушкоджень, які успадковуються нащадками.

У свою чергу, це призводить до порушень імунної системи, зниження опірності різним захворюванням тощо.

До недавнього часу вважали, що існує До недавнього часу вважали, що існує безпечний рівень радіоактивного безпечний рівень радіоактивного випромінювання, який не загрожує випромінювання, який не загрожує здоров’ю людини. здоров’ю людини.

Нині такий погляд спростовано. Тривалий вплив малих доз радіації чинить руйнівну дію на живі організми.

Багато захворювань, які раніше ніколи не пов’язували з рівнем радіації (грип, пневмонія, діабет, хвороби серця і нирок, параліч), насправді значною мірою залежать від малих доз опромінювання.

Захистом від Захистом від ββ-променів може -променів може бути шар алюмінію товщиною з бути шар алюмінію товщиною з кілька міліметрів.кілька міліметрів.

Під час роботи з джерелом радіації необхідно вживати заходів для радіаційного захисту.

Для захисту від випромінювання використовують перешкоди з поглинаючих матеріалів.

Найбільш складним є захист від γ-випромінювання через велику проникну здатність. Кращим поглиначем γ-променів є свинець.

При вивченні дії на організм людини іонізуючого випромінювання При вивченні дії на організм людини іонізуючого випромінювання були виявлені такі особливості:були виявлені такі особливості:

висока руйнівна ефективність поглинутої енергії іонізуючого висока руйнівна ефективність поглинутої енергії іонізуючого випромінювання, навіть дуже мала його кількість може випромінювання, навіть дуже мала його кількість може спричинити глибокі біологічні зміни в організмі;спричинити глибокі біологічні зміни в організмі;

присутність прихованого періоду негативних змін в організмі, він присутність прихованого періоду негативних змін в організмі, він може бути досить довгим при опроміненнях у малих дозах;може бути досить довгим при опроміненнях у малих дозах;

малі дози можуть підсумовуватися чи накопичуватися;малі дози можуть підсумовуватися чи накопичуватися; випромінювання може впливати не тільки на даний живийвипромінювання може впливати не тільки на даний живий

організм, а й на його нащадків (генетичний ефект);організм, а й на його нащадків (генетичний ефект); різні органи живого організму мають певну чутливість до різні органи живого організму мають певну чутливість до

опромінення. Найбільш чутливими є: кришталик ока, червоний опромінення. Найбільш чутливими є: кришталик ока, червоний кістковий мозок, щитовидна залоза, внутрішні (особливо кістковий мозок, щитовидна залоза, внутрішні (особливо кровотворні) органи, молочні залози, статеві органи;кровотворні) органи, молочні залози, статеві органи;

різні організми мають істотні відмінні особливості реакції нарізні організми мають істотні відмінні особливості реакції надози опромінення;дози опромінення;

ефект опромінення залежить від частоти впливу іонізуючого ефект опромінення залежить від частоти впливу іонізуючого випромінювання. випромінювання.

Використання радіаціїВикористання радіації

Радіація використовується в медицині як у Радіація використовується в медицині як у діагностичних цілях, так і для ліку-вання. діагностичних цілях, так і для ліку-вання. Одним із найпоширеніших медичних Одним із найпоширеніших медичних приладів е рентгенівський апарат. Також все приладів е рентгенівський апарат. Також все більше поширюються і нові складні більше поширюються і нові складні діагностичні методи, що спираються на діагностичні методи, що спираються на використання радіоізотопів. Одним із засобів використання радіоізотопів. Одним із засобів боротьби з раком, як відомо, є про-менева боротьби з раком, як відомо, є про-менева терапія. В розвинених країнах річна терапія. В розвинених країнах річна колективна ефективна еквівалентна доза від колективна ефективна еквівалентна доза від рентгенівських досліджень становить рентгенівських досліджень становить приблизно 1000 хв на 1 млн жителів. приблизно 1000 хв на 1 млн жителів.

Аварія на ЧАЕС та її Аварія на ЧАЕС та її

наслідкинаслідки

Аварія на Чорнобильській АЕС 26 Аварія на Чорнобильській АЕС 26 квітня 1986 р. призвела до квітня 1986 р. призвела до викиду в атмосферу на висоту викиду в атмосферу на висоту 1200 м радіоактивної хмари 30 1200 м радіоактивної хмари 30 х 100 км. х 100 км.

Ця хмара містила велику Ця хмара містила велику кількість радіоактивних кількість радіоактивних ізотопів: Цезію-137, Цезію-134, ізотопів: Цезію-137, Цезію-134, Стронцію-90, Йоду-131, Стронцію-90, Йоду-131, Плутонію-239 та ін. Плутонію-239 та ін.

Загальна площа зон забруднення було виявлено Загальна площа зон забруднення було виявлено навіть і Мінську та Ризі.навіть і Мінську та Ризі.

Радіоактивні дощі пройшли в Італії, ФРН, Радіоактивні дощі пройшли в Італії, ФРН, Норвегії, Швеції.Норвегії, Швеції.

За оцінками експертів, у результаті радіоактивного ураження від ракових захворювань та лейкемії можуть загинути 10 тис. чоловік.

Аваріям на АЕС може сприяти розташування Аваріям на АЕС може сприяти розташування останніх у сейсмічно останніх у сейсмічно нестійких районах нестійких районах (Кримська АЕС, Вірменська АЕС) або на (Кримська АЕС, Вірменська АЕС) або на карстових та інших нестійких ґрунтах карстових та інших нестійких ґрунтах (Рівненська АЕС)(Рівненська АЕС)