Закон радиоактивного распада Дома: §49, 244

Закон радиоактивного распада установлен Ф. Содди Историческая справка СОДДИ (Soddy) Фредерик ( ), английский радиохимик, иностранный член-корреспондент АН СССР (1925; иностранный член- корреспондент РАН с 1924). Разработал основы теории радиоактивного распада (1903, совместно с Э. Резерфордом). Ввел (1913) понятие об изотопах. Сформулировал правило радиоактивного смещения (1913, одновременно с К. Фаянсом). Экспериментально доказал (1915) образование радия из урана. Нобелевская премия (1921). Историческая справка СОДДИ (Soddy) Фредерик ( ), английский радиохимик, иностранный член-корреспондент АН СССР (1925; иностранный член- корреспондент РАН с 1924). Разработал основы теории радиоактивного распада (1903, совместно с Э. Резерфордом). Ввел (1913) понятие об изотопах. Сформулировал правило радиоактивного смещения (1913, одновременно с К. Фаянсом). Экспериментально доказал (1915) образование радия из урана. Нобелевская премия (1921).

Опытным путем Э. Резерфорд установил, что активность радиоактивного распада убывает с течением времени. Для каждого радиоактивного вещества существует интервал времени, на протяжении которого активность убывает в 2 раза, т. е. период полураспада Т данного вещества. Например, для ядра Ra период T=1600 лет. Следовательно, если взять 1г Ra, через 1600 лет его будет 1/2 г, а через 3200 лет 1/4 г. Таким образом, исходное количество радия должно обратится в нуль спустя бесконечный промежуток времени.

Радиоактивным распадом называется естественное радиоактивное превращение ядер, происходящее самопроизвольно. Ядро, испытывающее радиоактивный распад, называется материнским; возникающее дочернее ядро, как правило, оказывается возбужденным, и его переход в основное состояние сопровождается испусканием γ -фотона. Т.о. гамма- излучение основная форма уменьшения энергии возбужденных продуктов радиоактивных превращений В любом образце радиоактивного вещества содержится огромное число радиоактивных атомов. Так как радиоактивный распад имеет случайный характер и не зависит от внешних условий, то закон убывания количества N(t) нераспавшихся к данному моменту времени t ядер может служить важной статистической характеристикой процесса радиоактивного распада.

Пусть число радиоактивных атомов N 0, время t=0. Через t 2 =T число нераспавшихся ядер N=N 0 /2 Через t 2 =2T останется N=N 0 /2 2, Через t 3 -=3T таких ядер окажется N=N 0 /2 3 и т. д. Следовательно, в конце промежутка времени t= nT нераспавшихся ядер останется N=N 0 /2 n. Так как n=t/T, то N = N 0 2 -t/T Это закон, которому подчиняется распад большого количества радиоактивных ядер. Пусть число радиоактивных атомов N 0, время t=0. Через t 2 =T число нераспавшихся ядер N=N 0 /2 Через t 2 =2T останется N=N 0 /2 2, Через t 3 -=3T таких ядер окажется N=N 0 /2 3 и т. д. Следовательно, в конце промежутка времени t= nT нераспавшихся ядер останется N=N 0 /2 n. Так как n=t/T, то N = N 0 2 -t/T Это закон, которому подчиняется распад большого количества радиоактивных ядер..

Величина T называется периодом полураспада. За время T распадается половина первоначального количества радиоактивных ядер. Величины T и τ связаны соотношением периодом полураспада Период полураспада – основная величина, характеризующая скорость процесса. Чем меньше период полураспада, тем интенсивнее протекает распад. Так, для урана T4,5 млрд лет, а для радия T1600 лет. Поэтому активность радия значительно выше, чем урана. Существуют радиоактивные элементы с периодом полураспада в доли секунды.

Зависимость скорости распада атомов А (А- активность) от числа не распавшихся атомов N и А от времени, прошедшего от начала распада: А=0,693N/Т 1/2

состоящая из 14 последовательных распадов (8 α-распадов и 6 β- распадов). Эта серия заканчивается стабильным изотопом свинца При α- и β-радиоактивном распаде дочернее ядро также может оказаться нестабильным. Поэтому возможны серии последовательных радиоактивных распадов, которые заканчиваются образованием стабильных ядер. В природе существует несколько таких серий. Наиболее длинной является серия

Где применимы полученные результаты? Естественные радиоактивные изотопы встречаются повсюду. По остаточной активности Земной коры (по распределению в ней различных изотопов) можно определить возраст Земли. Особое значение закон радиоактивного распада имеет для палеонтологии, археологии, и истории. Где применимы полученные результаты? Естественные радиоактивные изотопы встречаются повсюду. По остаточной активности Земной коры (по распределению в ней различных изотопов) можно определить возраст Земли. Особое значение закон радиоактивного распада имеет для палеонтологии, археологии, и истории. Например: В клетчатке только что спиленного дерева каждый грамм вещества излучает в среднем 17,5 бета-частиц в течение 1мин. Так как это дерево уже не поглощает углерод из атмосферы, то активность древесины будет непрерывно уменьшаться. Зная период полураспада (5570 лет), можно по остаточной активности деревянного изделия определить, когда дерево было спилено. Этот метод используется в археологии для определения даты того или иного события, например когда была построена лодка египетского фараона, когда был зажжен костер первобытным человеком, сколько лет умершим животным…

Еще один пример Туринская Плащаница, в которую, по преданию, был завернут Иисус Христос после снятия с креста, представляет собой льняное полотно с двумя светло- коричневыми изображениями мужского тела. На Плащанице имеются красно-коричневые пятна, похожие на следы крови. Плащаница называется Туринской, потому что с 1578 года она находится в кафедральном соборе итальянского города Турина. Наука сказала свое слово, - всякие дискуссии должны быть прекращены. Еще один пример Туринская Плащаница, в которую, по преданию, был завернут Иисус Христос после снятия с креста, представляет собой льняное полотно с двумя светло- коричневыми изображениями мужского тела. На Плащанице имеются красно-коричневые пятна, похожие на следы крови. Плащаница называется Туринской, потому что с 1578 года она находится в кафедральном соборе итальянского города Турина. Наука сказала свое слово, - всякие дискуссии должны быть прекращены. Лаборатория в Аризоне исследования доставленных проб из Туринской плащаницы начала 6 мая 1988 года мая и после неоднократной проверки и перепроверки закончила его 8 июня 1988 года. Весь процесс исследования записан на кинопленку. Заключение: ткань для Туринской плащаницы была изготовлена в 1350 году. Вскоре после этого папа Иоанн Павел II во время посещения Африки в своем выступлении 28 апреля 1989 года «напомнил» слушателям о том, что католическая церковь, якобы, никогда официально не признавала Туринской плащаницы в качестве подлинных погребальных пелен Иисуса Христа, а признавал ее только священной реликвией, нарисованным на полотне изображением, которая используется на предпасхальном богослужении во всех католических и православных храмах. Таким образом, католическая церковь по горячим следам официально признала результат научного исследования возраста Туринской плащаницы.