Atom i Radioaktivnost 2

8/3/2019 Atom i Radioaktivnost 2

http://slidepdf.com/reader/full/atom-i-radioaktivnost-2 1/28

Struktura atoma

Radioaktivnost



Atom Atom je najsitnija čestica nekog elementa koja ima sve fizičke i

hemijske osobine tog elementa.

Atom se sastoji od veoma malog, pozitivno nalelektrisanognukleusa (jezgra) okruženog oblakom negativno naelektrisanih

elektrona.



prečnik atoma je oko 10-10 m

prečnik jezgra je oko 10-15

m



Sastav jezgra

Nukleus se sastoji od pozitivno naelektrisanih protona ineutralnih neutrona.

Iako je nukleus manji od deset-hiljaditog dela ukupne veličine

atoma, nukleus sadrži više od 99,9% atomske mase. Proton je pozitivna čestica. p+

Neutron je neutralna čestica. n0

nukleus

proton

neutron



Masa protona i neutrona su približno jednake.

Masa protona je oko 2000 puta veća od mase elektrona.

Proton i elektron nose istu količinu suprotnog naelektrisanja.

Elementarno naelektrisanje-najmanje moguće u prirodi. Atom je u celini neutralna čestica.

telo atom elektron

jezgro

proton

neutron



Broj protona u nukleusu (Z) se zove redni ili atomski broj.

Broj protona određuje osobine elementa.

Broj neutrona se označava sa N.

Mseni broj,atomska masa, ( A) je zbir broja protona i neutrona(Z+N).

Izotopi su atomi jednog elementa sa različitim masenim brojem.Ement može imati različite izotope, koji se međusobno razlikujupo broju neutrona koji se nalaze u jezgru.

A = Z + N

XA

Z

maseni broj

redni broj

14 = 6 + 8

C14

6

8 neutrona



Izotopi vodonika Do sada je poznato 112 elemenata, koji variraju od najlakšeg,

vodonika, do još bezimenog elementa 112. Svi elementi težiod uranijuma su vještački dobijeni. Među elementima postojiotprilike 270 stabilnih izotopa i više od 2000 nestabilnihizotopa.

protijum

H 1

1

deuterijum

H 2

1

tricijum

H 3

1

e

p np

e

n n

p

e



Nuklearne sile

Nukleus se sastoji od pozitivno naelektrisanih protona ineutralnih neutrona, koje na okupu drži jaka ili nuklearnasila.

Ova sila je mnogo jača od elekrtostatičke odbojne sileizmeđu protona, ali je njen domet ograničen na razdaljinureda veličine 10-15 metara.

Nuklearne sile su nezavisne od naelektrisanja, što značI

da su nuklearne sile između dva protona, ili protona ineutrona, jednake.



Radioaktivnost

1896.god. Henri Bekerel, francuski fizičar, je radio na jedinjenjima koja sadrže element uranijum. Na njegovo

iznenađenje, otkrio je da na fotografskoj ploči, ostajuneki magloviti tragovi, kada se ova uranijumova jedinjenja nalaze u blizini ploče, čak i kad je ona uvijenau crnu hartiju.

Nekoliko materijala različitih od uranijuma su, takođe, emitovali ove nevidljive zrake.

Elementi koji emituju ovu vrstu zračenja nazvani suradioaktvini elementi a zračenje radioaktivni zraci.



Marija Sklodovska - Kiri

(1867.-1934).

Poljakinja Marija Kiri je završila fiziku na Sorboni kao

najbolji student u klasi 1893. Prva je žena koja se istakla unaučnom svetu. Shvatila je fenomen radioaktivnosti i 1898.otkrila elemente plutonijum i radijum. Dobila je Nobelovunagradu iz fizike 1903, koju je delila sa svojim suprugomPjerom Kiri i Henrijem Bekerelom. S obzirom na to da se

radijum nalazi u veoma malim količinama u rudi uranijuma,Marija i Pjer Kiri su morali da prerade tone uranijumoverude da bi dobili tek desetinu grama radijuma 1902.



Marija Kiri je dokazala da se radijacija sastoji od

najmanje dve vrste zračenja, različitih osobina. Za to jedobila drugu Nobelovu nagradu, ovog puta iz hemije1911.godine i tako postala prvi i jedini dvostrukinobelovac.

Na žalost, radeći sa radioaktivnim materijalimaozračena je i dobila je leukemiju, od čega je umrla 1934.

Sa Marijom Kiri radio je naš istaknuti fizičar Pavle Savić.



Radioaktivni zraci

1899. god. Ernest Raterford je otkrio da uranijumova jedinjenja

proizvode tri različite vrste radioaktivnih zraka. Odvojio ih jeprema njihovim prodornim sposobnostima i nazvao prema prva

tri slova grčkog alfabeta, alfa, beta i gama zraci.

α

γ

β-



Alfa zraci

Ispuštanje alfa-čestica, ili jezgra helijuma (4He), jeproces koji se naziva alfa-transformacija.

Jezgro koje nastaje pri alfa-transformaciji će imati

drugačiju masu i naelektrisanje od početnog jezgra. Promena broja nukleona jezgra znači da je element

promenjen u neki drugi element.

Sg

263

106 Rf

259

104

+

He4

2

He4

2 jezgročestica



Maseni broj novonastalog jezgra je za četiri manji, aredni broj za dva u odnosu na početno jezgro.

Prodornost alfa zraka je slaba,zaustavlja ih list papira,abrzina im je i oko 20 000 km/s.

HeY X A

Z

A

Z

4

2

4

2



Beta zraci

Beta zraci su negativno naelektrisani brzi elektroni, kojeemituje jezgro.

Srednje su prodornosti i brzine oko 200 000 km/s.

Ra228

88Ac

228

89

e

+



Jezgro ne sadrži elektrone. Beta zraci nastajutransformacijom jednog neutrona,na proton i elektron uokviru jezgra.

Zbog toga se broj protona, a time i atomski brojpovećava za jedan.

Kako je masa elektrona samo mali deo atomske mase,masa jezgra koje prolazi kroz beta transformaciju sesamo malo promeni. Praktično, maseni broj ostajenepromenjen.

eY X A

Z A Z 1



Gama zraci

Gama zraci obično prate alfa i beta-zračenje. Gama zraci su vrsta elektromagnetnih talasa velike

energije i prodornosti.

Neutralni su i brzine od 300 000 km/s.

Kada nukleus emituje gama-zrake ne menja se ni rednini maseni broj.

alfa zraci

beta zraci e e

papir

e e

Al-folija

e

olovo

gama zraci

e



Z = 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

U-238Th-234

Pa-234

U-234Th-230Ra-226Rn-222Po-218

Po-214

Po-210

Pb-218

Pb-210

Pb-206

Bi-214

Bi-210

Pb206

82 Zašto horizontalne strelice odgovaraju alfaa dijagonalne beta transformaciji?

U 238

92



Spektar elektromagnetnih talasa



Vreme poluraspada Broj raspadnutih atoma (jezgara) radioaktivnog elementa zavisi od

početnog broja jezgara i proteklog vremena. Vreme poluraspada (T1/2) je vreme potrebno da se polovina preostalih

jezgara raspadne.

Vreme poluraspada je

karakteristično za svakiradioaktivni element inepromenljivo je.

Može biti delić sekunde alii milijarde godina.

Period poluraspadaizotopa 238U je 4.5 milijardigodina.



Kako se određuje starost arheološkihnalaza ?

Koliko puta ste otvorili novine i pročitali članak koji opisuje otkrićenovog fosila ? Zatim se objavljuje podatak o starosti nalaska, kojiiznosi možda milione godina ili i više. Da li ste se ikad zapitali

kako su naučnici došli do podatka o starosti? Kako oni znaju,nekada sa sigurnošću, da se nešto desilo tako davno ?



Metoda radioaktivnog ugljenika, autora Amerikanca Libija koji je zaovaj postupak 1960. godine dobio Nobelovu nagradu za hemiju.

Ugljeniki se nalazi u osnovi svih živih bića u prirodi, javlja se u

nekoliko izotopskih stanja,kao 12C, 13C i 14C. Element 12C jenajstabilniji i čini 98,9%, 13C oko 1,1%, a učešće 14C je izražen u pikovrednostima . Radioaktivni raspad, izotopa je konstantan, tako da sesmatra da je metoda 14C apsolutno sigurna u postupku datiranja.Vreme poluraspadaza izotopa 14C je 5730 godina,

Ovom metodom može se odrediti starost fosila do 40 000 godina uprošlost.

O2

C 14

2

14CO



Radioaktivno zračenje, odnosno radijacija, prodire kroz živatkiva oštećujući ih, pa je štetna za sva živa bića.

Nivo radioaktivnog zračenja meri se pomoću naročitog

instrumenta koji se naziva Gajger-Milerov brojač koji radi naprincipu gasa. Naime, kada radijacija deluje na gas kojim jenapunjen ovaj instrument, gas se naelektriše, a nivo tognaelektrisanja očitava se na skali ili se preko svojevrsnogzvučnika može čuti kao kuckanje.



Posledice delovanja radioaktivnih zraka naorganizam

Radioaktivni zraci mogu da pogode atomsko jezgro nekog atoma, umolekulu u jedru ćelije-u hromozomu, pri čemu će doći do promeneosobina te ćelije. U organizmu će se javiti neki drugi atom, nastao izćelije čije je svojstvo promenjeno "udarom" radioaktivnog zraka.

Takva ćelija, sa promenjenim osobinama, neće se više ponašati kaoostale u njenoj okolini. ona će početi nekontrolisano da serazmnožava stvarajući tkivo koje nema nikakve koristi za organizam. Takav bezoblični i "divlji" organizam u normalnom organizmu, nazivase tumor. Tumori mogu biti dobroćudni i zloćudni (maligni, rak).

Poremećaji u hromozomu izazvani radioaktivnim zračenjem nekadane moraju da se ispolje u organizmu koji je ozračen. Događa se dabude oštećen genetski molekul, pa će se pojava tumora ilidegeneracije organizma ispoljiti u narednoj ili nekoj kasnijoj gneraciji.



Zaštita od radioaktivnog zračenja

Radioaktivno ili jonizujuće zračenje je stalno prisutno oko nas. Postojeprirodni i veštački izvori radioaktivnosti.

L judi su od svog postanka bili izloženi jonizujućem, radioaktivnomzračenju, i to iz prirodnih izvora: kosmičko zračenje, zračenje iz rudakoje sadrže radioaktivne elemente (uranijum, radijum...), iz radioaktivnog

gasa radona koji izbija iz zemlje, iz hrane (radioaktivni kalijum). Najveći izvori štetnog radioaktivnog zračenja su havarije nuklearnih

elektrana i nuklearni otpad.

Štetne posledice nuklearne nesreće moguće je umanjiti pravovremenomprimenom zaštitnih mera:

zaklanjanje, evakuacija,

jodna profilaksa (zasićenje štitne žlezde stabilnim jodom da bi se sprečiounos radioaktivnog joda),

zaštita hrane i vode.



Novinari Vladimir Lagovski i Andrej Moisenko iz redakcije novinaKomsomolskaja Pravda odlučili su iz prve ruke saznati koliko su mobilnitelefoni štetni. Tajna je u talasima bliskim mikrotalasnom području, kojezrače ti uređaji. Oni su učvrstili dva mobilna telefona i između njihpostavili sveže kokošje jaje. Nazvali su sa jednog onaj drugi telefon i

ostavili ih u stanju održavanja razgovora. Oni tvrde da je nakon 15minuta jaje bilo već malo toplo, a nakon 65 minuta jaje je bilo tvrdokuvano.

Protivrečne su tvrdnje o štetnosti zračenja mobilnih telefona, ali jesvakako korisno držati ih dalje od našeg tela.

Šta mislite o štetnom zračenju mobilnih telefona?



Koristeći periodnisistem elemenata,

odredi elemenate čijisu atomi predstavljeni.

Zapiši hemijski simbolsa rednim i masenimbrojem.



Šta predstavlja dati grafik?

Vrednosti koje fizičke veličine su na horizontalnoj osi ?

Atom i Radioaktivnost 2

Documents

Transcript of Atom i Radioaktivnost 2