Radioaktyvumo reiškinys ir jo panaudojimas moksle, pramonėje ir medicinoje. Radioaktyvumo naudojimas taikiems tikslams

Vaistas. Radis ir kiti gamtoje esantys radioizotopai plačiai naudojami vėžio diagnostikai ir spindulinei terapijai. Dirbtinių radioizotopų panaudojimas šiam tikslui žymiai padidino gydymo efektyvumą. Pavyzdžiui, radioaktyvusis jodas, patekęs į organizmą natrio jodido tirpalo pavidalu, selektyviai kaupiasi skydliaukėje, todėl klinikinėje praktikoje naudojamas skydliaukės disfunkcijai nustatyti bei Greivso ligai gydyti. Naudojant natriu žymėtą fiziologinį tirpalą, matuojamas kraujotakos greitis ir nustatomas galūnių kraujagyslių praeinamumas. Radioaktyvusis fosforas naudojamas kraujo tūriui matuoti ir eritremijai gydyti.

Moksliniai tyrimai. Radioaktyvieji žymekliai, mikro kiekiais įvedami į fizines ar chemines sistemas, leidžia stebėti visus jose vykstančius pokyčius. Pavyzdžiui, augindami augalus radioaktyvaus anglies dioksido atmosferoje, chemikai sugebėjo suprasti subtilias augalų susidarymo proceso detales. kompleksiniai angliavandeniai iš anglies dioksido ir vandens. Dėl nuolatinio žemės atmosferos bombardavimo didelės energijos kosminiais spinduliais, joje randamas azotas-14, gaudantis neutronus ir išspinduliuojantis protonus, virsta radioaktyvia anglimi-14. Darant prielaidą, kad bombardavimo intensyvumas, taigi ir pusiausvyrinis anglies-14 kiekis per pastaruosius tūkstantmečius išliko nepakitęs, ir atsižvelgiant į C-14 pusėjimo trukmę nuo jo likutinio aktyvumo, galima nustatyti jo amžių. rastos gyvūnų ir augalų liekanos (radiokarboninis datavimas). Šis metodas leido su dideliu tikrumu datuoti atrastas priešistorinio žmogaus vietas, kurios egzistavo daugiau nei prieš 25 000 metų.

Vilsono kamera(dar žinomas kaip rūko kamera) – vienas pirmųjų instrumentų istorijoje, fiksuojantis įkrautų dalelių pėdsakus (takus).

Išrado škotų fizikas Charlesas Wilsonas 1910–1912 m. Kameros veikimo principas naudoja persotintų garų kondensacijos reiškinį: kai persotinto garo terpėje atsiranda kondensacijos centrai (ypač jonai, lydintys greitai įkrautos dalelės pėdsaką), ant jų susidaro maži skysčio lašeliai. Šie lašeliai pasiekia didelius dydžius ir gali būti fotografuojami. Tiriamų dalelių šaltinis gali būti kameros viduje arba už jos ribų (šiuo atveju dalelės skrenda pro joms permatomą langą).

1927 metais sovietų fizikai P. L. KapitsaiD. Kiekybinėms dalelių charakteristikoms (pavyzdžiui, masei ir greičiui) tirti V. Skobeltsynas pasiūlė patalpinti kamerą į stiprų magnetinį lauką, kuris lenkia takelius.

Debesų kamera – talpykla su stikliniu dangteliu ir stūmokliu apačioje, pripildyta sočiųjų vandens, alkoholio ar eterio garų. Garai kruopščiai išvalomi nuo dulkių, kad prieš dalelėms praskriejant nesusidarytų vandens molekulių kondensacijos centrų. Kai stūmoklis nuleidžiamas, dėl adiabatinio plėtimosi garai atvėsta ir tampa persotinti. Įkrauta dalelė, einanti per kamerą, savo kelyje palieka jonų grandinę. Garai kondensuojasi ant jonų, todėl dalelės pėdsakas matomas.

Debesų kamera vaidino didžiulį vaidmenį tiriant materijos struktūrą. Keletą dešimtmečių jis išliko praktiškai vienintelis instrumentas vizualiniam branduolinės spinduliuotės ir kosminių spindulių tyrimų tyrimui:

1930 metais L.V.MysovskisR. A. Eichelbergeris atliko eksperimentus su rubidžiu debesų kameroje ir užfiksavo β-dalelių emisiją.

Vėliau buvo atrastas natūralus izotopo 87 Rb radioaktyvumas.

1934 metais L. V. Mysovskis su M. S. Eigensonas atliko eksperimentus, kurių metu, naudojant debesų kamerą, buvo įrodytas neutronų buvimas kosminių spindulių sudėtyje.

1927 metais Wilsonas gavo Nobelio fizikos premiją už savo išradimą. Vėliau Vilsono kamera užleido vietą burbulinėms kibirkštinėms kameroms, kaip pagrindinei radiacijos tyrimo priemonei.

Radioaktyvumo reiškinys ir jo panaudojimas moksle, pramonėje ir medicinoje

Parengė: studentas

26 mokykla, Vladimiras

Chrupolovas K.

XIX amžiaus pabaiga ir XX amžiaus pradžia buvo išskirtinai turtinga kvapą gniaužiančių atradimų ir išradimų, apie kuriuos žmonės galėjo tik pasvajoti. Idėja apie galimybę gauti neišsenkančią energiją, esančią nereikšmingame kiekyje medžiagos, gyvavo žmogaus minties įdubose.

Garsus to meto mokslininkas buvo Bekerelis, užsibrėžęs tikslą atskleisti tam tikrų medžiagų paslaptingo švytėjimo pobūdį veikiant saulės spinduliuotei. Bekerelis sukaupia didžiulę švytinčių cheminių medžiagų ir natūralių mineralų kolekciją.

Darbo tikslas

• Radioaktyvumo sampratos tyrimas, jo atradimas.

• Sužinokite, kaip radioaktyvieji izotopai naudojami moksle, pramonėje ir medicinoje.

• Nustatykite radioaktyvumo reiškinio vertę pasaulyje.

Radioaktyvumo reiškinys

Radioaktyvumas – tai kai kurių atomų branduolių gebėjimas spontaniškai transformuotis į kitus branduolius, išspinduliuojant įvairių tipų radioaktyviąją spinduliuotę ir elementariąsias daleles.

Kaip panaudoti radioaktyvumo fenomeną?

Radioaktyvumo taikymas medicinoje

Radioterapija yra stiprios spinduliuotės naudojimas vėžio ląstelėms naikinti.

Radioaktyvusis jodas kaupiasi skydliaukėje

liaukos, nustato disfunkciją ir

vartojamas Greivso ligai gydyti.

Natriu pažymėtas druskos tirpalas matuoja kraujotakos greitį ir nustato galūnių kraujagyslių praeinamumą.

Radioaktyvusis fosforas matuoja kraujo tūrį ir gydo eritremiją.

Radioaktyvumo taikymas pramonėje

Vienas iš pavyzdžių yra toks variklių stūmoklio žiedų susidėvėjimo stebėjimo metodas vidaus degimas. Apšvitindami stūmoklio žiedą neutronais, jie sukelia branduolinės reakcijos ir padaryti jį radioaktyvų. Kai variklis veikia, žiedinės medžiagos dalelės patenka į tepalinę alyvą. Ištyrus radioaktyvumo lygį alyvoje po tam tikro variklio veikimo laiko, nustatomas žiedo susidėvėjimas. Tyrimams naudojama galinga radioaktyviųjų vaistų gama spinduliuotė vidinė struktūra metalo liejinius, siekiant aptikti jų defektus.

Radioaktyvumo taikymas žemės ūkis

Augalų sėklų švitinimas mažomis dozėmis radioaktyviųjų vaistų gama spinduliai žymiai padidina derlių. „Žymėti atomai“ naudojami žemės ūkio technologijose. Pavyzdžiui, norint išsiaiškinti, kokias fosforo trąšas augalas geriau pasisavina, įvairios trąšos ženklinamos radioaktyviuoju fosforu P. Tada ištyrus augalus radioaktyvumui nustatyti, galima nustatyti fosforo kiekį, kurį jie pasisavino iš skirtingų trąšų rūšių.

Radioaktyvumo reiškinio atradimas.

Radioaktyvumo fenomeno atradimas gali būti laikomas vienu iškiliausių šiuolaikinio mokslo atradimų. Būtent jo dėka žmogus sugebėjo gerokai pagilinti žinias apie materijos sandarą ir savybes, suprasti daugelio Visatoje vykstančių procesų dėsnius, išspręsti branduolinės energijos įsisavinimo problemą.

Didelio mokslo potencialas

Iki pat radioaktyvumo atradimo mokslininkai manė, kad žino visus fizinius reiškinius ir neturi ką atrasti.

Ar gali būti, kad pasaulyje yra dar kažkas, ko žmonija nežino?

Savo gerą darbą pateikti žinių bazei lengva. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Paskelbta http://allbest.ru

Kursiniai darbai

Tema: "Radioaktyvumas. Radioaktyviųjų izotopų panaudojimas technikoje"

Įvadas

1. Radioaktyviosios spinduliuotės rūšys

2.Kitos radioaktyvumo rūšys

3. Alfa irimas

4.Beta skilimas

5. Gama skilimas

6.Radioaktyvaus skilimo dėsnis

7.Radioaktyviosios serijos

9.Radioaktyviųjų izotopų naudojimas

Įvadas

Radioaktyvumas – tai atomų branduolių pavertimas kitais branduoliais, lydimas įvairių dalelių ir elektromagnetinės spinduliuotės emisijos. Iš čia ir kilo reiškinio pavadinimas: lotyniškai radio – spinduliuoti, activus – veiksminga. Šį žodį sugalvojo Marie Curie. Skilus nestabiliam branduoliui – radionuklidui, iš jo dideliu greičiu išskrenda viena ar kelios didelės energijos dalelės. Šių dalelių srautas vadinamas radioaktyvia spinduliuote arba tiesiog spinduliuote.

rentgeno spinduliai. Radioaktyvumo atradimas buvo tiesiogiai susijęs su Rentgeno atradimu. Be to, kurį laiką jie manė, kad tai yra tos pačios rūšies spinduliuotė. 19 amžiaus pabaiga Apskritai jis buvo turtingas atradęs įvairių rūšių anksčiau nežinomų „radiacijų“. 1880-aisiais anglų fizikas Džozefas Džonas Tomsonas 1891 metais pradėjo tyrinėti elementarius neigiamus krūvininkus, airių fizikas George'as Johnstonas Stoney (1826-1911) šias daleles pavadino elektronais. Galiausiai gruodį Vilhelmas Konradas Rentgenas paskelbė atradęs naujo tipo spindulius, kuriuos pavadino rentgeno spinduliais. Iki šiol daugumoje šalių jie taip vadinami, tačiau Vokietijoje ir Rusijoje buvo priimtas vokiečių biologo Rudolfo Alberto von Köllikerio (1817-1905) pasiūlymas spindulius vadinti rentgeno spinduliais. Šie spinduliai susidaro, kai vakuume greitai skraidantys elektronai (katodiniai spinduliai) susiduria su kliūtimi. Buvo žinoma, kad katodiniams spinduliams patekęs į stiklą, jis skleidžia matomą šviesą – žalią liuminescenciją. Rentgeno spinduliai nustatė, kad tuo pačiu metu iš žalios stiklo dėmės sklinda kiti nematomi spinduliai. Taip nutiko netyčia: tamsioje patalpoje švytėjo šalia esantis ekranas, padengtas bario tetracianoplatina Ba, pridėta 2014-05-03

Informacija apie radioaktyviąją spinduliuotę. Alfa, beta ir gama dalelių sąveika su medžiaga. Atomo branduolio sandara. Radioaktyvaus skilimo samprata. Neutronų sąveikos su medžiaga ypatumai. Įvairių tipų spinduliuotės kokybės faktorius.

santrauka, pridėta 2010-01-30

Medžiagos sandara, branduolinio skilimo tipai: alfa skilimas, beta skilimas. Radioaktyvumo dėsniai, branduolinės spinduliuotės sąveika su medžiaga, biologinis jonizuojančiosios spinduliuotės poveikis. Radiacinis fonas, kiekybinės radioaktyvumo charakteristikos.

santrauka, pridėta 2012-02-04

Branduolinės fizikinės savybės ir sunkiųjų elementų radioaktyvumas. Alfa ir beta transformacijos. Gama spinduliuotės esmė. Radioaktyvioji transformacija. Skirtingų eilės numerių terpių išsklaidytos gama spinduliuotės spektrai. Branduolinio magnetinio rezonanso fizika.

pristatymas, pridėtas 2013-10-15

Branduolinė jonizuojanti spinduliuotė, jos šaltiniai ir biologinis poveikis gyvo organizmo organams ir audiniams. Morfologinių pokyčių charakteristikos sisteminiame ir ląsteliniame lygmenyse. Žmogaus apšvitos pasekmių klasifikacija, radioapsauginės priemonės.

pristatymas, pridėtas 2014-11-24

Ernesto Rutherfordo kūriniai. Atomo planetinis modelis. Alfa ir beta spinduliuotės, trumpalaikio radono izotopo atradimas ir naujų cheminių elementų susidarymas irstant sunkiems cheminiams radioaktyviems elementams. Radiacijos poveikis navikams.

pristatymas, pridėtas 2011-05-18

Rentgeno spinduliai yra elektromagnetinės bangos, kurių spektras yra tarp ultravioletinės ir gama spinduliuotės. Atradimų istorija; laboratoriniai šaltiniai: rentgeno vamzdeliai, dalelių greitintuvai. Sąveika su medžiaga, biologinis poveikis.

pristatymas, pridėtas 2012-02-26

Radioaktyviųjų elementų samprata ir klasifikacija. Pagrindinė informacija apie atomą. Radioaktyviosios spinduliuotės rūšių charakteristikos, jos prasiskverbimas. Kai kurių radionuklidų pusinės eliminacijos laikas. Neutronų sukelto branduolio dalijimosi proceso schema.

pristatymas, pridėtas 2014-10-02

Gama spinduliuotė yra trumpųjų bangų elektromagnetinė spinduliuotė. Elektromagnetinių bangų skalėje jis ribojasi su kietąja rentgeno spinduliuote, užimančia aukštesnių dažnių sritį. Gama spinduliuotė turi labai trumpą bangos ilgį.

santrauka, pridėta 2003-11-07

Korpuskulinės, fotonų, protonų, rentgeno spinduliuotės tipų charakteristikos. Alfa, beta, gama dalelių sąveikos su jonizuojančia medžiaga ypatumai. Komptono sklaidos esmė ir elektronų-pozitronų poros susidarymo efektas.

radiacija dalelė švitinimas radonas

Žmonės išmoko naudoti spinduliuotę taikiems tikslams, užtikrindami aukštą saugos lygį, o tai leido pakelti beveik visas pramonės šakas į naują lygį.

Energijos gamyba naudojant atomines elektrines. Iš visų žmogaus ekonominės veiklos šakų energetika daro didžiausią įtaką mūsų gyvenimui. Šiluma ir šviesa namuose, transporto srautai ir pramonės veikla – visa tai reikalauja energijos. Ši pramonė yra viena iš sparčiausiai augančių. Per 30 metų bendra branduolinių blokų galia išaugo nuo 5 tūkstančių iki 23 milijonų kilovatų.

Mažai kas abejoja, kad branduolinė energija užėmė tvirtą vietą žmonijos energijos balanse.

Panagrinėkime spinduliuotės naudojimą aptikdami trūkumus. Rentgeno spindulių ir gama defektų aptikimas yra vienas iš labiausiai paplitusių radiacijos panaudojimo būdų pramonėje medžiagų kokybei kontroliuoti. Rentgeno metodas yra neardomasis, todėl bandoma medžiaga gali būti naudojama pagal paskirtį. Rentgeno spindulių ir gama defektų aptikimas grindžiamas rentgeno spinduliuotės gebėjimu prasiskverbti ir jos absorbcijos medžiagose ypatybėmis.

Gama spinduliuotė naudojama cheminėms transformacijoms, pavyzdžiui, polimerizacijos procesuose.

Bene viena iš svarbiausių besivystančių pramonės šakų yra branduolinė medicina. Branduolinė medicina yra medicinos šaka, susijusi su branduolinės fizikos pasiekimų, ypač radioizotopų ir kt., naudojimu.

Šiandien branduolinė medicina leidžia tirti beveik visas žmogaus organų sistemas ir yra naudojama neurologijoje, kardiologijoje, onkologijoje, endokrinologijoje, pulmonologijoje ir kitose medicinos srityse.

Branduolinės medicinos metodais tiriamas organų aprūpinimas krauju, tulžies apykaita, inkstų, šlapimo pūslės, skydliaukės veikla.

Galima ne tik gauti statinius vaizdus, ​​bet ir perdengti vaizdus, ​​gautus skirtingais laiko momentais, kad būtų galima ištirti dinamiką. Šis metodas naudojamas, pavyzdžiui, širdies funkcijai įvertinti.

Rusijoje jau aktyviai naudojama dviejų tipų diagnostika naudojant radioizotopus – scintigrafija ir pozitronų emisijos tomografija. Jie leidžia sukurti pilnus organų veikimo modelius.

Gydytojai mano, kad esant mažoms dozėms, spinduliuotė turi stimuliuojantį poveikį, lavina žmogaus biologinę gynybos sistemą.

Daugelyje kurortų naudojamos radono vonios, kur radiacijos lygis yra šiek tiek didesnis nei natūraliomis sąlygomis.

Pastebėta, kad besimaudantiems šiose voniose pagerėjo darbingumas, nusiramina nervų sistema, greičiau išsigydo traumos.

Užsienio mokslininkų tyrimai rodo, kad sergamumas ir mirtingumas nuo visų rūšių vėžio yra mažesnis vietovėse, kuriose yra didesnis natūralus foninis spinduliavimas (daugumoje saulėtų šalių tai yra).

3 įvadas

1 Radioaktyvumas 5

1.1 Radioaktyvaus skilimo ir radiacijos tipai 5

1.2 Radioaktyvaus skilimo dėsnis 7

radiacija 8

1.4 Radioaktyviosios spinduliuotės šaltinių ir radioaktyviųjų izotopų klasifikacija 10

2 Analizės metodai, pagrįsti radioaktyvumo matavimais 12

2.1 Natūralaus radioaktyvumo panaudojimas analizei 12

2.2 Aktyvinimo analizė 12

2.3 Izotopų skiedimo metodas 14

2.4 Radiometrinis titravimas 14

3 Radioaktyvumo taikymas 18

3.1 Radioaktyviųjų atsekamųjų medžiagų taikymas analitinėje chemijoje 18

3.2 Radioaktyviųjų izotopų taikymas 22

25 išvada

Naudotų šaltinių sąrašas 26

Įvadas

Radioaktyvumu pagrįsti analizės metodai atsirado branduolinės fizikos, radiochemijos ir branduolinės technologijos vystymosi eroje ir dabar sėkmingai naudojami atliekant įvairias analizes, įskaitant pramonę ir geologijos tarnybą.

Pagrindiniai analitinių metodų, pagrįstų radioaktyviosios spinduliuotės matavimu, privalumai yra žemas analizuojamo elemento aptikimo slenkstis ir platus universalumas. Radioaktyvacijos analizė turi absoliučiai žemiausią aptikimo slenkstį tarp visų kitų analizės metodų (10 -15 g). Kai kurių radiometrinių metodų pranašumas yra analizė nesunaikinant mėginio, o metodai, pagrįsti matavimu natūralus radioaktyvumas, - analizės greitis. Vertinga radiometrinio izotopų skiedimo metodo savybė yra galimybė analizuoti elementų, turinčių panašias chemines ir analitines savybes, mišinį, pavyzdžiui, cirkonį – hafnį, niobį – tantalą ir kt.

Papildomos komplikacijos dirbant su radioaktyviais vaistais kyla dėl toksinių savybių radioaktyvioji spinduliuotė, kurios nesukelia tiesioginės organizmo reakcijos ir taip apsunkina savalaikį būtinų priemonių taikymą. Tai sustiprina poreikį griežtai laikytis saugos priemonių dirbant su radioaktyviais vaistais. IN būtini atvejai darbas su radioaktyviosiomis medžiagomis vyksta vadinamųjų manipuliatorių pagalba specialiose kamerose, o pats analitikas lieka kitoje patalpoje, patikimai apsaugotoje nuo radioaktyviosios spinduliuotės poveikio.

Radioaktyvieji izotopai naudojami atliekant šiuos analizės metodus:

1. nusodinimo metodas esant radioaktyvusis elementas;
2. izotopų praskiedimo metodas;
3. radiometrinis titravimas;
4. aktyvavimo analizė;
5. apibrėžimai, pagrįsti natūraliai susidarančių izotopų radioaktyvumo matavimais.

Laboratorinėje praktikoje radiometrinis titravimas naudojamas palyginti retai. Aktyvinimo analizės taikymas yra susijęs su galingų šiluminių neutronų šaltinių naudojimu, todėl šis metodas vis dar yra ribotas.

Šiame kursinis darbas Nagrinėjami radioaktyvumo reiškinį naudojančių analizės metodų teoriniai pagrindai ir jų praktinis pritaikymas.

1 Radioaktyvumas

1.1 Radioaktyvaus skilimo ir radiacijos rūšys

Radioaktyvumas yra spontaniškas cheminio elemento atomo branduolio virsmas (skilimas), dėl kurio pasikeičia jo atominis skaičius arba masės skaičiaus pokytis. Dėl šios branduolio transformacijos išsiskiria radioaktyvioji spinduliuotė.

Radioaktyvumo atradimas datuojamas 1896 m., kai A. Becquerelis atrado, kad uranas spontaniškai skleidžia spinduliuotę, kurią pavadino radioaktyvia (iš radio – emit, o activas – veiksminga).

Radioaktyvioji spinduliuotė atsiranda savaiminio skilimo metu atomo branduolys. Yra žinomi keli tipai radioaktyvusis skilimas ir radioaktyvus
radiacija.

Ra → Rn + He;

U → Th + α (He).

Pagal radioaktyvaus poslinkio dėsnį α-skilimas sukuria atomą, kurio atominis skaičius yra du vienetai, o jo masė yra keturiais vienetais mažesnė už pradinio atomo.

2) β-skilimas. Yra keletas β skilimo tipų: elektroninis β skilimas; pozitronų β skilimas; K-grab. Pavyzdžiui, elektroninio β skilimo atveju

Sn → Y + β - ;

P → S + β - .

neutronas branduolio viduje virsta protonu. Kai išsiskiria neigiamo krūvio β dalelė, elemento atominis skaičius padidėja vienu ir atominė masė praktiškai nesikeičia.

Pozitrono β skilimo metu iš atomo branduolio išsiskiria pozitronas (β + dalelė), o vėliau branduolio viduje virsta neutronu. Pavyzdžiui:

Na → Ne + β +

Pozitrono gyvenimo trukmė yra trumpa, nes jam susidūrus su elektronu įvyksta anihiliacija, kurią lydi γ kvantų emisija.

K fiksuojant atomo branduolys pagauna elektroną iš šalia esančio elektronų apvalkalo (iš K apvalkalo), o vienas iš branduolio protonų paverčiamas neutronu.
Pavyzdžiui,

K + e - = Ar + hv

Vienas iš išorinio apvalkalo elektronų pasislenka į laisvą vietą K apvalkale, kurį lydi kieto sluoksnio emisija. rentgeno spinduliuotė.

3) Spontaniškas dalijimasis. Tai būdinga elementams periodinė lentelė D.I. Mendelejevas su Z > 90. Spontaniško dalijimosi metu sunkieji atomai yra suskirstyti į fragmentus, kurie dažniausiai yra L.I. lentelės viduryje. Savaiminis skilimas ir α skilimas riboja naujų transurano elementų gamybą.

α ir β dalelių srautas vadinamas atitinkamai α ir β spinduliuote. Be to, žinoma γ spinduliuotė. Tai labai trumpo bangos ilgio elektromagnetiniai virpesiai. Iš esmės γ spinduliuotė yra artima kietiesiems rentgeno spinduliams ir skiriasi nuo jos intrabranduolinės kilmės. Rentgeno spinduliuotė atsiranda perėjimų metu atomo elektroniniame apvalkale, o γ spinduliuotę skleidžia sužadinti atomai, atsirandantys dėl radioaktyvaus skilimo (α ir β).

Dėl radioaktyvaus skilimo gaunami elementai, kurie pagal savo branduolinį krūvį (eilės skaičių) turi būti patalpinti į jau užimtas periodinės sistemos ląsteles elementais, turinčiais tą patį. serijos numeris, bet kitokios atominės masės. Tai yra vadinamieji izotopai. Autorius cheminės savybės paprastai manoma, kad jų negalima atskirti, todėl izotopų mišinys dažniausiai traktuojamas kaip vienas elementas. Izotopinės sudėties nekintamumas didžiojoje daugumoje cheminės reakcijos kartais vadinamas izotopinės sudėties pastovumo dėsniu. Pavyzdžiui, natūraliuose junginiuose esantis kalis yra izotopų mišinys: 93,259 % nuo 39 K, 6,729 % iš 41 K ir 0,0119 % iš 40 K (K sugavimas ir β skilimas). Kalcis turi šešis stabilius izotopus, kurių masės skaičiai yra 40, 42, 43, 44, 46 ir 48. Cheminėse analitinėse ir daugelyje kitų reakcijų šis santykis praktiškai nesikeičia, todėl cheminės reakcijos dažniausiai nenaudojamos izotopams atskirti. Dažniausiai tam naudojami įvairūs fizikiniai procesai – difuzija, distiliavimas ar elektrolizė.

Izotopų aktyvumo vienetas yra bekerelis (Bq), lygus nuklido aktyvumui radioaktyviame šaltinyje, kuriame vienas skilimo įvykis įvyksta per 1 s.

1.2 Radioaktyvaus skilimo dėsnis

Radioaktyvumas, pastebėtas esančiuose branduoliuose gamtinės sąlygos, vadinamas natūraliu, branduolių radioaktyvumas, gautas vykstant branduolinėms reakcijoms, vadinamas dirbtiniu.

Nėra esminio skirtumo tarp dirbtinio ir natūralaus radioaktyvumo. Radioaktyviosios transformacijos procesas abiem atvejais paklūsta tiems patiems dėsniams – radioaktyviosios transformacijos dėsniui:

Jei t = 0, tai const = -lg N 0. Pagaliau

kur A yra veikla laiko momentu t; A 0 – aktyvumas, kai t = 0.

(1.3) ir (1.4) lygtys apibūdina radioaktyvaus skilimo dėsnį. Kinetikoje tai žinomos kaip pirmosios eilės reakcijos lygtys. Pusinės eliminacijos laikas T 1/2 paprastai nurodomas kaip radioaktyvaus skilimo greičio charakteristika, kuri, kaip ir λ, yra pagrindinė proceso charakteristika, kuri nepriklauso nuo medžiagos kiekio.

Pusinės eliminacijos laikas yra laikotarpis, per kurį tam tikras radioaktyviosios medžiagos kiekis sumažėja perpus.

Įvairių izotopų pusinės eliminacijos laikas labai skiriasi. Jis yra maždaug nuo 10 10 metų iki nereikšmingų akcijų sekundžių. Žinoma, medžiagos, kurių pusinės eliminacijos laikas yra 10–15 minučių. o mažesnius sunku naudoti laboratorijoje. Laboratorijoje taip pat nepageidautini izotopai, kurių pusinės eliminacijos laikas yra labai ilgas, nes atsitiktinai šiomis medžiagomis užteršus aplinkinius objektus, patalpoms ir instrumentams nukenksminti reikės specialaus darbo.

1.3 Radioaktyviosios spinduliuotės sąveika su medžiaga ir skaitikliais

radiacija

Dėl radioaktyviosios spinduliuotės sąveikos su medžiaga įvyksta medžiagos, per kurią ji praeina, atomų ir molekulių jonizacija ir sužadinimas. Spinduliuotė taip pat sukuria šviesos, fotografinius, cheminius ir biologinius efektus. Radioaktyvioji spinduliuotė sukelia daugybę cheminių reakcijų dujose, tirpaluose ir kietosiose medžiagose. Paprastai jie sujungiami į radiacinių-cheminių reakcijų grupę. Tai apima, pavyzdžiui, vandens skilimą (radiolizę), kai susidaro vandenilis, vandenilio peroksidas ir įvairūs radikalai, kurie dalyvauja redokso reakcijose su ištirpusiomis medžiagomis.

Radioaktyvioji spinduliuotė sukelia įvairius radiocheminius įvairių organinių junginių – aminorūgščių, rūgščių, alkoholių, eterių ir kt. Intensyvi radioaktyvioji spinduliuotė sukelia stiklo vamzdelių švytėjimą ir daugybę kitų efektų kietosios medžiagos. Remiantis radioaktyviosios spinduliuotės sąveikos su medžiaga tyrimu įvairių būdų aptikti ir išmatuoti radioaktyvumą.

Priklausomai nuo veikimo principo, radioaktyviosios spinduliuotės skaitikliai skirstomi į kelias grupes.

Jonizacijos skaitikliai. Jų veikimas pagrįstas jonizacijos atsiradimu arba dujų išleidimas, kurią sukelia jonizacija, kai radioaktyviosios dalelės arba γ-kvantai patenka į skaitiklį. Tarp dešimčių prietaisų, naudojančių jonizaciją, būdinga jonizacijos kamera ir Geigerio-Muller skaitiklis, kuris yra labiausiai paplitęs chemijos analizės ir radiochemijos laboratorijose.

Radiocheminėms ir kitoms laboratorijoms pramonė gamina specialius skaičiavimo įrenginius.

Scintiliacijos skaitikliai. Šių skaitiklių veikimas pagrįstas scintiliatoriaus atomų sužadinimu γ kvantais arba pro skaitiklį praeinančia radioaktyvia dalele. Sužadinti atomai, grįžę į normalią būseną, skleidžia šviesos blyksnį.

Pradiniu branduolinių procesų tyrimo laikotarpiu svarbus vaidmuo teko regos scintiliacijos skaičiavimui, tačiau vėliau jį išstūmė pažangesnis Geigerio-Müllerio skaitiklis. Šiuo metu scintiliacijos metodas vėl tapo plačiai naudojamas naudojant fotodaugintuvą.

Čerenkovas skaito. Šių skaitiklių veikimas pagrįstas Čerenkovo ​​efekto panaudojimu, kuris susideda iš šviesos spinduliavimo, kai įkrauta dalelė juda skaidrioje medžiagoje, jei dalelių greitis viršija šviesos greitį šioje terpėje. Dalelės superluminalinio greičio tam tikroje terpėje faktas, žinoma, neprieštarauja reliatyvumo teorijai, nes šviesos greitis bet kurioje terpėje visada yra mažesnis nei vakuume. Medžiagoje esančios dalelės judėjimo greitis gali būti didesnis nei šviesos greitis šioje medžiagoje, o tuo pačiu likti mažesnis už šviesos greitį vakuume, visiškai atitinkantis reliatyvumo teoriją. Čerenkovo ​​skaitikliai naudojami tyrimams su labai greitomis dalelėmis, tyrimams erdvėje ir pan., nes jų pagalba galima nustatyti daugybę kitų svarbių dalelių charakteristikų (jų energija, judėjimo kryptis ir kt.).

1.4 Radioaktyviosios spinduliuotės šaltinių klasifikacija ir

radioaktyvieji izotopai

Radioaktyviosios spinduliuotės šaltiniai skirstomi į uždarus ir atvirus. Uždaryta – turi būti sandari. Atviras – bet kokie nesandarūs spinduliuotės šaltiniai, galintys radioaktyviai užteršti orą, įrangą, stalo paviršius, sienas ir kt.

Dirbant su uždaraisiais šaltiniais, būtinos atsargumo priemonės apsiriboja apsauga nuo išorinės spinduliuotės.

Uždaryti spinduliuotės šaltiniai, kurių aktyvumas didesnis nei 0,2 g-ekv. Radis turi būti dedamas į apsauginius įtaisus su nuotolinio valdymo pultu ir montuojamas specialiai įrengtose patalpose.

Trumpas aprašymas

Papildomos komplikacijos dirbant su radioaktyvūs vaistai sukelia radioaktyviosios spinduliuotės toksinės savybės, kurios nesukelia tiesioginės organizmo reakcijos ir dėl to apsunkina savalaikį būtinų priemonių taikymą. Tai sustiprina poreikį griežtai laikytis saugos priemonių dirbant su radioaktyviais vaistais. Reikalingais atvejais darbas su radioaktyviosiomis medžiagomis vyksta vadinamųjų manipuliatorių pagalba specialiose kamerose, o pats analitikas lieka kitoje patalpoje, patikimai apsaugotoje nuo radioaktyviosios spinduliuotės poveikio.

Turinys

3 įvadas
1 Radioaktyvumas 5
1.1 Radioaktyvaus skilimo ir radiacijos tipai 5
1.2 Radioaktyvaus skilimo dėsnis 7
1.3 Radioaktyviosios spinduliuotės sąveika su medžiaga ir skaitikliais
radiacija 8
1.4 Radioaktyviosios spinduliuotės šaltinių klasifikacija ir radioaktyvieji izotopai 10
2 Analizės metodai, pagrįsti radioaktyvumo matavimais 12
2.1 Natūralaus radioaktyvumo panaudojimas analizei 12
2.2 Aktyvinimo analizė 12
2.3 Izotopų skiedimo metodas 14
2.4 Radiometrinis titravimas 14
3 Radioaktyvumo taikymas 18
3.1 Radioaktyviųjų atsekamųjų medžiagų naudojimas analitinė chemija 18
3.2 Radioaktyviųjų izotopų taikymas 22
25 išvada
Naudotų šaltinių sąrašas 26