Promieniotwórczość naturalna

Polecenie 1

Zapoznaj się z nagraniem o odkrytym przez Becquerela zjawisku promieniotwórczości, a także o dalszych badaniach na tym gruncie Marii Curie-Skłodowskiej. Następnie, na podstawie tych informacji, rozwiąż poniższe zadania.

RXkJQXNTRPzA6

Dlaczego niektóre izotopy emitują promieniowanie? Kto jako pierwszy zaobserwował to zjawisko?

15 grudnia 1852 roku w stolicy Francji, w rodzinie fizyków, na świat przyszedł Henri Becquerel - laureat nagrody Nobla z roku 1903 za odkrycie zjawiska promieniotwórczości. Bequerel był chemikiem i fizykiem, a u podstaw jego badań leżały takie zjawiska jak: fluorescencja, fosforescencja, a także magnetyzm i polaryzacja światła. W badaniach związanych ze zjawiskiem fosforescencji, naukowiec wykorzystał siarczan uranylowo-potasowy. Na kliszy fotograficznej umieścił grudki tej soli, następnie kliszę wraz z solą owinął grubym, czarnym, nieprzepuszczalnym dla światła papierem. Przygotowaną w ten sposób próbkę wystawił na działanie światła słonecznego i obserwował fosforescencję - czyli emisję promieniowania świetlnego. Doświadczenie powtarzał wielokrotnie.

Pewnego razu, z powodu pochmurnego dnia, kliszę fotograficzną wraz z próbką soli uranu, owiniętą jak zawsze grubym czarnym nieprzepuszczalnym światła papierem, schował do ciemnej szuflady, aby zapobiec niekontrolowanemu naświetleniu. Po kilku dniach wywołał kliszę i zauważył, że jest silnie zaczerniona.

Jak sądzisz, jaka mogła być tego przyczyna?

Becquerel wywnioskował, że to sól wyemitowała promieniowanie, mimo iż nie była wystawiona na promieniowanie świetlne, a tym samym nie została pobudzona do fosforescencji. Naukowiec, zaciekawiony otrzymanym rezultatem, zbadał też inne pierwiastki, lecz nie wykazały podobnych właściwości. Po wielu badaniach zakomunikował, że zaczernienie kliszy mogło być spowodowane tylko samoistnym promieniowaniem uranu, które nie miało nic wspólnego z fosforescencją. Promieniowanie to nazwał promieniowaniem uranowym, a jego źródłem były niestabilne jądra uranu obecne w soli uranowej.

A co z innymi pierwiastkami? Czy też mogą być źródłem promieniowania?

Odkryte przez Becquerela zjawisko promieniotwórczości, polegające na zdolności jąder atomowych do samoistnego rozpadu promieniotwórczego, było w latach późniejszych badane przez Marię Curie-Skłodowską. Skłodowska podjęła się badań wszystkich dostępnych związków uranu, aby sprawdzić, czy natężenie emitowanego promieniowania jest proporcjonalne do zawartości w nich tego pierwiastka. W przeciwieństwie do Bequerela, chemiczka nie stosowała klisz fotograficznych, ponieważ ich jakość w ówczesnych czasach była niepewna. Jako pierwsza z uczonych zastosowała metodę elektrometryczną, opartą na pomiarze jonizacji w powietrzu lub w innych gazach. Pomiar promieniotwórczości metodą elektrometryczną wykonywany był przy użyciu elektrometru z wagą piezoelektryczną, którą skonstruował jej mąż i szwagier. Maria wiedząc, że cechą mierzalną promieniowania jest jego zdolność do jonizacji powietrza oraz działanie na materiały światłoczułe, badała to zjawisko bardzo systematycznie i wytrwale. Poszukiwania izotopów promieniotwórczych rozpoczęła od przebadania wszystkich dostępnych minerałów, z których wyselekcjonowała te, które samoistnie emitują promieniowanie. A były to jedynie minerały toru i uranu. Wynikiem wielu badań Skłodowska stwierdziła, że minerały te różnią się natężeniem wysyłanego promieniowania w przeliczeniu na jednostkę masy. Według Marii, promieniotwórczość związków uranu i toru miała być proporcjonalna do ich masy, jednak tzw. aktywność właściwa rudy uranowej była wyższa niż czystego uranu, który stanowił dla niej wzorzec. Aby zweryfikować poprawność wykonywanych badań, Skłodowska otrzymała na drodze syntezy sól uranu o identycznym składzie, jak w minerale pochodzenia naturalnego.

Jakich rezultatów mogła się spodziewać?

Okazało się, że minerał posiadał aktywność właściwą, wyższą niż identyczny związek otrzymany syntetycznie. Skłoniło to Marię do postawienia dwóch hipotez:

Po pierwsze, promieniotwórczość to własność atomowa pewnych pierwiastków.

Po drugie, kopaliny uranowe muszą zawierać małą domieszkę nieznanego pierwiastka o szczególnie wysokiej aktywności właściwej.

Z uwagi na atrakcyjność tematyki promieniotwórczości, do badań Marii Skłodowskiej przyłączył się również jej mąż, Piere Curie. Już kilka miesięcy od rozpoczęcia badań, małżeństwo opublikowało pracę zatytułowaną „O nowej substancji radioaktywnej występującej w blendzie smolistej”, gdzie opisali nowy pierwiastek promieniotwórczy: polon. Niecałe pół roku później małżonkowie Curie odkryli kolejny pierwiastek promieniotwórczy – rad. Dodatkowo, na podstawie analogii chemicznych, zaproponowali miejsce odkrytych pierwiastków w układzie okresowym.

Dlaczego zatem izotopy emitują promieniowanie?

Przyczyną emisji promieniowania przez izotopy pierwiastków jest niestabilność ich jąder atomowych. Na skutek zjawiska rozpadu promieniotwórczego, jeden pierwiastek ulega przemianie w drugi, a dodatkowo następuje emisja jednego z rodzajów promieniowania (alfa, beta lub gamma).

Po wielu latach od odkrycia Skłodowskiej i jej męża udowodniono, że emitowanie przez izotopy promieniowanie, po przekroczeniu pewnej dawki, może mieć szkodliwy wpływ na organizm ludzki. Świadomości takiej nie mieli naukowcy, którzy przez wiele lat przeprowadzali eksperymenty z wykorzystaniem substancji promieniotwórczych, a tym samym byli narażeni na długotrwałe działanie promieniowania. Ustalenie bezpiecznej dawki oraz opracowanie przez Hansa Geigera wraz z Walterem Müllerem w 1928 roku licznika Geigera-Müllera dało szansę ludziom uchronić się od licznych chorób, a nawet śmierci. Licznik Geigera-Müllera służy do detekcji promieniowania (np., alfa, beta lub gamma) i pozwala wyznaczyć dawkę promieniowania w jednostce siwert na godzinę (Sv|h).

Audiobook pt. „Dlaczego niektóre izotopy emitują promieniowanie?”

Źródło: Agata Jarszak-Tyl, Patrycja Męcik, opracowano na podstawie:
Cieśliński P., Majewski J., Śladami Marii Skłodowskiej-Curie, Warszawa 2011.
Wielkie Biografie 3, Encyklopedia PWN, Warszawa 2008.
Petelenz B., Pozytywizm, racjonalizm i ... romantyzm Marii Skłodowskiej-Curie, Zagadnienia Filozoficzne w Nauce, LIX, 2015.
Michael F. L'Annunziata, Radioactivity: Introduction and History , , Amsterdam, Netherlands 2007., licencja: CC BY-SA 3.0.

RpdfCju0mJIm6

Ćwiczenie 1

ROXeBLUBgFh1w

Ćwiczenie 2

Samorzutna emisja promieniowania $α$ , $β$ , $γ$ przez radioaktywne izotopy, które występują w przyrodzie nosi nazwę promieniotwórczości naturalnej. Pierwsze takie zjawisko zaobserwował Henri Becquerel [bekrẹl]. W $1896$ roku odkrył promieniotwórczość rudy uranowej. Od jego nazwiska pochodzi jednostka radioaktywności bekerel.

Ciekawostka

Alchemia należy do przeszłości, jednak wyzwanie, jakie stawiali sobie alchemicy, jest nadal zadziwiające i fascynujące. Chcieli oni przekształcać jedne pierwiastki w inne. Zależało im na zamianie metali nieszlachetnych w złoto. Reakcje jądrowe to urzeczywistnienie średniowiecznych dążeń. Teraz wiemy, że produkowanie złota dzięki tym reakcjom jest możliwe, jednak nieopłacalne. Koszt wytworzenia złota przewyższa jego rzeczywistą wartość. Uzyskany tą metodą metal szlachetny zawiera dodatkowo sporą domieszkę izotopów radioaktywnych.

RO36cVROthhaS

Zdjęcie przedstawia laboratorium alchemika. Liczne laboratoryjne sprzęty, naczynia, ale również instrumenty leżące na stole. Alchemik klęczy przed jakimś ołtarzem. — *Laboratorium alchemika*, sztych Paullusa van der Dorsta, z książki H. Khunratha *Amphitheatrum sapientiae aeternae*, 1595.
Źródło: dostępny w internecie: pl.wikipedia.org, domena publiczna.

Rozpad alfa

Promieniotwórczość naturalna niesie ze sobą konsekwencje. Przemiany, które zachodzą z udziałem jąder atomowych (samorzutnie lub pod wpływem bombardowania cząstkami), nazywa się reakcjami jądrowymireakcje jądrowereakcjami jądrowymi. Jądra atomowe, uczestniczące w reakcjach jądrowych, ulegają określonym przemianom. Przemiany te polegają na emisji cząstek $α$ lub $β$ .

Rozpad alfa ( $α$ ) to rodzaj rozpadu promieniotwórczego, w którym jądro atomowe emituje cząstkę alfa (jądro helu), a tym samym przekształca się lub „rozpada” w inne jądro atomowe o liczbie masowej zmniejszonej o cztery i liczbie atomowej zmniejszonej o dwa. Cząstka alfa jest identyczna z jądrem atomu helu, który składa się z dwóch protonów i dwóch neutronów. Przemianie tej może towarzyszyć promieniowanie gamma ( $γ$ ).

R1UyEYhsXxaK3

Schemat przedstawia dużą cząsteczkę - jądro atomu składające się z neutronów n i protonów p. W jądrze otoczono linią dwa protony i dwa neutrony stykające się ze sobą. Od dużej cząsteczki strzałka ku górze do małej cząsteczki alfa. Składa się ona z dwóch protonów i dwóch neutronów. Od dużej cząsteczki biegnie strzałka w prawo do drugiej dużej cząsteczki, pozbawionej cząstki alfa. Obok napis liczba atomowa Z równa 2, liczba masowa A równa cztery. — Emisja cząsteczki alfa przez jądro atomowe
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Schemat przemiany $α$ wygląda następująco:

$^A_Z\text E \rightarrow ^{A-4}_{Z-2}\text E'+ ^4_2\text H\text e$

W wyniku rozpadu alfa powstające jądro ma mniejszą o dwa liczbę atomową a liczbę masową mniejszą o cztery w porównaniu z rozpadającym się jądrem.

Zapis przebiegu rozpadu jądra atomu radu– $226$ ( $^{226}\text R\text a$ ):

$^{226}_{88}\text R\text a\rightarrow ^{222}_{86}\text R\text n+ ^4_2\text H\text e$

Ro0GYCNq7xGlG1

Zdjęcie przedstawia układ okresowy pierwiastków. To zestawienie wszystkich pierwiastków chemicznych w postaci tabeli. Są uporządkowane według rosnącej liczby atomowej. Pierwiastki są pogrupowane według cyklicznie powtarzających się podobieństw właściwości. Układ okresowy jest podzielony na grupy (pionowe kolumny) i okresy (rzędy poziome). Pierwiastki należące do tej samej grupy mają taką samą liczbę elektronów walencyjnych i podobne właściwości chemiczne. Nazwy grup pochodzą od pierwiastka rozpoczynającego grupę (z wyjątkiem grupy pierwszej - litowców). Okresów jest siedem. Każdy zaczyna się aktywnym metalem, a kończy gazem szlachetnym. — Układ okresowy pierwiastków
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 2

Uzupełnij równanie reakcji, wpisując odpowiedni symbol izotopu oraz jego liczbę masową i atomową:

$^{238}_{86}\text U\rightarrow\dots+ ^4_2\text H\text e$

R18P4C5kuUKGQ

R1HXw96V9NIB4

Od czego zaczynamy?

Pomniejszamy wartości liczby masowej i liczby atomowej jądra macierzystego o analogiczne wartości charakteryzujące jądro helu:

$^{238}_{92}\text U\rightarrow ^{238-4}_{92-2}\text X + ^4_2\text H\text e$

Otrzymujemy w ten sposób wartość liczby masowej i liczby atomowej dla nowego jądra:

$^{238}_{92}\text U\rightarrow ^{234}_{90}\text X + ^4_2\text H\text e$

Następnie z łatwością możemy odszukać interesujący nas symbol pierwiastka w powyższym układzie okresowym, ponieważ znamy jego liczbę atomową.

Jądro izotopu uranu– $238$ w wyniku przemiany alfa ulega przekształceniu w jądro toru:

$^{238}_{92}\text U\rightarrow ^{234}_{90}\text T\text h + ^4_2\text H\text e$

Polecenie 3

Uzupełnij równanie reakcji, wpisując odpowiedni symbol pierwiastka oraz jego liczbę masową i atomową.

$\dots\rightarrow ^{222}_{86}\text R\text n + ^4_2\text H\text e$

RCDgiRds1QdBY

R12KzT063sNPI

W tym przykładzie mamy odwrotną sytuację. Musimy znaleźć izotop, który w wyniku przemiany alfa przekształca się w atom radonu.

Teraz musimy dodać odpowiednie cyfry do liczby atomowej i masowej.

$^{222+4}_{86+2}\text X\rightarrow ^{222}_{86}\text R\text n + ^4_2\text H\text e$

Otrzymujemy:

$^{226}_{88}\text X\rightarrow ^{222}_{86}\text R\text n + ^4_2\text H\text e$

Po sprawdzeniu w układzie okresowym, wiemy, że przemianie uległ izotop radu– $226$ .

$^{226}_{88}\text R\text a\rightarrow ^{222}_{86}\text R\text n + ^4_2\text H\text e$

Promieniowanie $α$ jest procesem mało energetycznym, co oznacza, że jest mało przenikliwe. Cząstka $α$ jest zatrzymywana przez zwykłą kartkę papieru, kilka centymetrów powietrza lub też cienką warstwę martwych komórek naskórka. Promienie nie są więc groźnie dla człowieka, pod warunkiem, że nie przedostaną się do wnętrza organizmu.

Zastosowanie przemiany $α$

Przemiana $α$ znalazła kilka ciekawych zastosowań.

Dla zainteresowanych

Jonizujące detektory dymu składają się z dwóch komór jonizacyjnych z niewielką ilością substancji promieniotwórczej. Jedna z komór jest szczelna i stanowi odniesienie do wskazań z drugiej komory, która jest otwarta na środowisko zewnętrzne. Dzięki temu możliwy jest napływ zadymionego powietrza. Cząstki alfa jonizują powietrze w otwartej komorze jonowej, przez które przepływa prąd o niskim napięciu. Pochodne z ognia cząstki dymu, wchodząc do komory zmniejszają prąd i następuje uruchomienie alarmu czujnika dymu.

Polecenie 4

Zapoznaj się z animacją dotyczącą przemiany alfa, a następnie rozwiąż ćwiczenia.

R1LPttd8yE8aQ

Animacja 3D pt. „Jak przebiega przemiana alfa?”.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 3

Jaką liczbę masową ma izotop pierwiastka, który powstaje w wyniku przemiany alfa innego atomu o liczbie atomowej równej $86$ .

R1leUIFPoJr6M

RCGZlBclGUM59

Izotop pierwiasteka o liczbie atomowej równej $86$ to Radon, jego liczba atomowa wynosi $222$ .

$^{222}_{86}\text R\text n\rightarrow ^{218}_{84}\text P\text o+ ^{4}_{2}\text H\text e$

Liczba masowa wynosi $218$ , szukanym atomem jest polon ( $\text P\text o$ ).

Ćwiczenie 4

Określ, ilu przemianom alfa uległ atom pierwiastka o nazwie ameryk, jeśli produktem rozpadu był izotop o liczbie atomowej równej $93$ .

RT0rYFNU4O8aE

R7hBIfdyjSikj

Liczba atomowa izotopu pierwiastka o nazwie ameryk jest równa $95$ , $^{243}_{93}\text A\text m$ .

Różnica pomiędzy liczbą atomową obu izotopów:

95 - 93 = 2

W wyniku emisji jednej cząstki alfa liczba atomowa maleje o $2$ . Otrzymany wynik należy więc podzielić przez tę liczbę.

2 : 2 = 1

RkHgRNOp9i1MK2

Ćwiczenie 5

Przemiana $β^{-}$

Rozpad beta minus to emisja z jądra atomowego elektronu, czyli cząstki $β^{-}$ oraz antyneutrina elektronowego (cząstka elementarna). Rozpad ten występuje dla jąder posiadających pewien nadmiar neutronów w porównaniu do protonów. W wyniku tej przemiany liczba atomowa pierwiastka wzrasta o $1$ , a liczba masowa pozostaje bez zmian. Schemat tej reakcji można zapisać następująco:

{}_{Z}^{A}E \to_{Z + 1}^{A} E' + e^{-} + {\bar{ν}}_{e}

Przykład przemiany beta minus

{}_{89}^{227}{Ac} \to {}_{90}^{227}{Th} + e^{-} + {\bar{ν}}_{e}

W wyniku tej emisji, w jądrze atomu promieniotwórczego następuje przemiana neutronu, zbudowanego z dwóch kwarków dolnych oraz jednego górnego, w proton i elektron. Wówczas jeden kwark dolny zostaje podmieniony kwarkiem górnym. Aby podczas tego procesu był zachowany ładunek, dochodzi do emisji wirtualnego bozonu $W^{-}$ o ładunku $- 1$ . Ładunek kwarku górnego to $\frac{2}{3}$ , a kwarku dolnego to $- \frac{1}{3}$ . W ten sposób neutron zamienia się w proton, który pozostaje w jądrze atomu, natomiast elektron zostaje wypromieniowany.

Zapis przemiany neutronu

{}_{0}^{1}n \to {}_{1}^{1}p^{+} + e^{-} + {\bar{ν}}_{e}

gdzie:

$e^{-}$ – elektron (cząstka $β^{-}$ );
${\bar{ν}}_{e}$ – antyneutrino elektronoweantyneutrino elektronoweantyneutrino elektronowe.

Emisji $β^{-}$ może również towarzyszyć promieniowanie gamma ( $γ$ ).

R1LLf3HCtzdhf

Ilustracja przedstawia schemat przemiany beta minus. Ukazano jądro węgla -14: 6 protonów (pomarańczowe kule) i 8 neutronów (szare kule) tworzą zbitą strukturę. Obok znajduje się strzałka w prawo opisana beta minus, za strzałką znajduje się układ 7 protonów (pomarańczowe kule) i 7 neutronów (szare kule) tworzących zbitą strukturę. Pozostałe produkty przemiany to antyneutrino: V ¯ (fioletowa kula) i elektron (biała kula). Poniżej znajduje się schemat reakcji: 6 14 C → 7 14 N + − 1 0 e − + V ¯ — W wyniku przemiany β^- z węgla ¹⁴C powstaje azot ¹⁴N oraz cząstka antyneutrino i elektron.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 5

Uzupełnij równanie, wpisując symbol odpowiedniego atomu oraz jego liczbę masową i liczbę atomową.

{}_{11}^{24}{Na} \to \dots + e^{-} + {\bar{ν}}_{e}

R1I8vNdG9gdme

RZz2vYyIoNeEk

Liczba masowa pozostaje bez zmian, natomiast liczba atomowa wzrasta o $1$ :

{}_{11}^{24}{Na} \to {}_{11 + 1}^{24}? + e^{-} + {\bar{ν}}_{e}

Następnie z łatwością możemy odszukać interesujący nas pierwiastek w układzie okresowym, ponieważ znamy jego liczbę atomową.

{}_{11}^{24}{Na} \to {}_{12}^{24}{Mg} + e^{-} + {\bar{ν}}_{e}

Przemiana $β^{+}$

Przemiana beta plus to emisja dodatniej cząstki $β$ , czyli pozytonu oraz neutrina elektronowego (cząstka elementarna). Proces ten występuje w jądrach posiadających niedobór neutronów w porównaniu do protonów. W wyniku tej przemiany liczba atomowa jądra maleje o jeden, a liczba masowa pozostaje bez zmian. Schemat tej reakcji można zapisać następująco:

{}_{Z}^{A}E \to_{Z - 1}^{A} E' + e^{+} + v_{e}

Przykład przemiany beta plus

{}_{8}^{15}O \to {}_{7}^{15}N + e^{+} + v_{e}

Podczas tego procesu, w jądrze atomu promieniotwórczego następuje przemiana protonu w neutron, który pozostaje w jądrze atomu, oraz przemiana pozytonu i neutrina. Następnie zostają one wypromieniowane. Proton składa się z dwóch kwarków górnych i jednego kwarku dolnego. Jeden kwark górny zmienia się w kwark dolny, co powoduje emisję wirtualnego bozonu $W^{+}$ o ładunku $+ 1$ (dzięki czemu można zachować ładunek).

Zapis przemiany protonu

{}_{1}^{1}p^{+} \to {}_{0}^{1}n + e^{+} + v_{e}

gdzie:

$e^{+}$ – pozyton;
$v_{e}$ – neutrino elektronoweneutrino elektronoweneutrino elektronowe.

Zastosowanie rozpadów $β$

RbrXNAWdJ9fYD

Porównanie przenikliwości promieniowania

Promieniowanie betapromieniowanie beta, promieniowanie $β$ Promieniowanie beta jest bardziej przenikliwe niż promieniowanie alfa, ale nie jest z kolei aż tak przenikliwe jak promieniowanie gamma. Jeśli źródło beta dostanie się do organizmu, powoduje uszkodzenie tkanki i może zwiększyć ryzyko zachorowania na nowotwór. Poniższy rysunek pokazuje względne poziomy penetracji różnych typów promieniowania.

RKuqD8yPfB52Q

Grafika przedstawia schemat przenikliwości poszczególnych typów promieniowania jonizującego. Cząstki alfa zostają zatrzymane przez papier, cząsteczka beta zostaje zatrzymana przez aluminium i dłoń (skórę). Promieniowanie gamma przenika przez papier, dłoń, aluminium, stal i ołów; zatrzymane zostaje przez beton. Neutrony przenikają przez każdy z tych materiałów. — Schemat przenikliwości poszczególnych typów promieniowania jonizującego
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 6

Czy wiesz, jak przebiega proces przemiany beta? Zapoznaj się z poniższą animacją, a następnie rozwiąż ćwiczenia.

R17zg0ImOVGoY

Animacja pt. Jak przebiegają przemiany beta?
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 6

Jądro promieniotwórczego izotopu ołowiu, którego liczba masowa wynosiła $214$ , a liczba atomowa $82$ , uległo jednej przemianie $β^{-}$ . Podaj symbol pierwiastka oraz skład jądra, które powstało w wyniku przemiany.

RIWgybLic4BcW

R1DlVBq9VFrjf

Podczas przemiany beta minus liczba atomowa wzrasta o $1$ .

Liczbę atomową powstałego izotopu można wyznaczyć następująco:

82 + 1 = 83

Liczbę neutronów w jądrze można wyznaczyć następująco:

214 - 83 = 131

Liczba masowa wynosi $214$ , liczba atomowa – $83$ , a więc jądro składa się z $83$ protonów, $131$ neutronów. Szukanym atomem jest bizmut ( $Bi$ ).

R2FI698AeFkiC

Ćwiczenie 7

R1XSS6N2wMDvE

Ćwiczenie 8

Połącz w pary poniżej podane hasła z ich wyjaśnieniami. chmura elektronowa Możliwe odpowiedzi: 1. sposób rozpadu jądra atomowego, podczas którego neutron ulega przemianie w proton oraz emitowany jest elektron, 2. produkt rozpadu beta, jest antycząsteczką neutrina, 3. składnik jądra atomowego o dodatnim ładunku elektrycznym, 4. obszar, w którym istnieje prawdopodobieństwo znalezienia elektronu, czyli jest to obszar o wysokiej gęstości elektronowej, 5. składnik jądra atomowego o obojętnym ładunku elektrycznym, proton Możliwe odpowiedzi: 1. sposób rozpadu jądra atomowego, podczas którego neutron ulega przemianie w proton oraz emitowany jest elektron, 2. produkt rozpadu beta, jest antycząsteczką neutrina, 3. składnik jądra atomowego o dodatnim ładunku elektrycznym, 4. obszar, w którym istnieje prawdopodobieństwo znalezienia elektronu, czyli jest to obszar o wysokiej gęstości elektronowej, 5. składnik jądra atomowego o obojętnym ładunku elektrycznym, neutron Możliwe odpowiedzi: 1. sposób rozpadu jądra atomowego, podczas którego neutron ulega przemianie w proton oraz emitowany jest elektron, 2. produkt rozpadu beta, jest antycząsteczką neutrina, 3. składnik jądra atomowego o dodatnim ładunku elektrycznym, 4. obszar, w którym istnieje prawdopodobieństwo znalezienia elektronu, czyli jest to obszar o wysokiej gęstości elektronowej, 5. składnik jądra atomowego o obojętnym ładunku elektrycznym, przemiana beta - Możliwe odpowiedzi: 1. sposób rozpadu jądra atomowego, podczas którego neutron ulega przemianie w proton oraz emitowany jest elektron, 2. produkt rozpadu beta, jest antycząsteczką neutrina, 3. składnik jądra atomowego o dodatnim ładunku elektrycznym, 4. obszar, w którym istnieje prawdopodobieństwo znalezienia elektronu, czyli jest to obszar o wysokiej gęstości elektronowej, 5. składnik jądra atomowego o obojętnym ładunku elektrycznym, antyneutrino elektronowe Możliwe odpowiedzi: 1. sposób rozpadu jądra atomowego, podczas którego neutron ulega przemianie w proton oraz emitowany jest elektron, 2. produkt rozpadu beta, jest antycząsteczką neutrina, 3. składnik jądra atomowego o dodatnim ładunku elektrycznym, 4. obszar, w którym istnieje prawdopodobieństwo znalezienia elektronu, czyli jest to obszar o wysokiej gęstości elektronowej, 5. składnik jądra atomowego o obojętnym ładunku elektrycznym,

Ćwiczenie 9

Jądro ${}_{17}^{38}{Cl}$ ulega rozpadowi $β^{-}$ . Jakie jądro potomne powstanie w wyniku tego rozpadu?

RrHhPPzEP3pwp

REO22d6kjplgD

{}_{17}^{38}{CI} \to {}_{18}^{38}{Ar} + {}_{- 1}^{0}e + {\bar{ν}}_{e}

W wyniku rozpadu powstanie jądro ${}_{18}^{38}{Ar}$ .

Naturalne szeregi promieniotwórcze

Symulacja 1

Poniższa symulacja interaktywna przedstawia przykładowe szeregi promieniotwórcze. Przeanalizuj przebieg każdego z nich, zwróć uwagę na izotopy biorące udział w tych przemianach oraz rodzaje przemian, jakim ulegają. W oparciu o symulację rozwiąż poniższe ćwiczenia.

Zapoznaj się z opisem symulacji interaktywnej przedstawiającej przykładowe szeregi promieniotwórcze. Przeanalizuj przebieg każdego z nich, zwróć uwagę na izotopy biorące udział w tych przemianach oraz rodzaje przemian, jakim ulegają. W oparciu o symulację rozwiąż poniższe ćwiczenia.

R1L0VOoU9JBqk

Symulacja interaktywna pt. „Naturalne szeregi promieniotwórcze”
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Podpowiedźgreenwhite

Rozpad $α$

Rozpad promieniotwórczy jądra atomowego połączony z emisją jądra helu (cząsteczki alfa).

Rozpad $β-$

Rozpad promieniotwórczy jądra atomowego połączony z emisją elektronu.

RNkuXijTsXrx3

Ćwiczenie 10

RZKIL7IRii68m

Ćwiczenie 11

bg‑blue

Notatnik

R17TY7A3VUjRk

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Izotopy i średnia masa atomowa

Czas połowicznego rozpadu