radioaktivita

• radioaktivita = schopnost některých nestabilních atomových jader se rozpadat a vydávat při tom záření (alfa, beta, gama)
• objevitel = Henri Bequerel (1896), objev u solí uranu
• přirozená radioaktivita

  • z půdy, vzduchu, hornin, rostlin, vody
  • část z vesmíru -> kosmické záření
  • rozpadové řady - uranová, thoriová, aktinová
  • na konci rozpadové řady stojí stabilní nuklid Pb (Z = 87, A = 207)
• umělá radioaktivita

  • objevitelé - manželé Curie
  • ostřelováním stabilního nuklidu (např. částicí alfa) vznikne nestabilní nuklid jiného prvku
  • rozpadové řady - neptuniová - na konci stabilní nuklid Bi (Z = 83, A= 209)

  
• využití:

  • jaderná energie (el. energie)
  • zdravotnictví (ozařování nádorových onemocnění)
• Jaderná elektrárna

  • reaktor - štěpení atomů uranu - teplo -> zahřívá vodu
  • parogenerátor - horká voda z reaktoru -> pára
  • turbína - pára roztáčí turbínu
  • generátor - turbína pohání generátor -> elektřina
  • kondenzátor - změna páry zpět na vodu
  • chladící věž - součást chladícího okruhu, vychází pára
• štěpení jader v reaktoru

  • vlétnutí neutronu do jádra uranu 235
  • jádro se rozdělí na další 2-3 neutrony
  • neutrony štěpí další jádra
  • srážky s dalšími atomy -> nové prvky, teplo
  • nové neutrony vylétají rychle -> zpomalení moderátorem
  • moderátory: voda, grafit, těžká voda (deuterium)
• bezpečnost jaderných elektráren

  • jádro je stabilní zdroj bez emisí
  • 1/3 spotřeby elektřiny v ČR
  • štěpná reakce je řízená, jde ji kdykoli zastavit
  • moderátory - zpomalují neutrony (voda, grafit, deuterium)
  • regulační tyče - pohlcují neutrony (bor, kadmium)
• Poločas rozpadu

  • časový interval, za který se rozpadne polovina jader radioaktivního nuklidu
  • poločas je různý pro každý prvek
  • asi za 10 poločasů látka zanikne
• Záření alfa

  • záření částic α (proud heliových jader)
  • typické pro přeměnu těžkých jader
  • z jádra vymrštěna částice α -> vznik jádra prvku, stojí o 2 místa vlevo od prvku
  • malý dosah -odstínit papírem/hliníkovou fólií (velké částice)

  
• záření β -

  • částicové záření e-
  • vyzařují ho prvky, které vybočují z řeky stability počtem neutronů (některý neutron se přeměnil na elektron)
  • vzniká jádro prvku, má o 1 proton víc než daný prvek -> stojí o 1 místo vpravo
  • větší pronikavost než α
  • bývá doprovázeno zářením γ
  • odstínit - plast, plexisklo

  
• záření β+

  • částicové záření (pozitron = kladný e-)
  • vyzařují ho prvky, které vybočují z řeky stability počtem protonů -> některý proton se může změnit na pozitron
  • posun o 1 místo do leva
  • větší pronikavost než α
  • bývá doprovázeno zářením γ
  • odstínit - plast, plexisklo

  
• záření  γ

  • elektromagnetické vlnění (krátká vlnová délka, velká energie)
  • podobá se roentgenu
  • nejpronikavější - částečně odstíněno materiály s velkou hustotou (olovo, beton)
  • nebezpečné
• řeka stability

  • určuje stabilitu nuklidu
  • = poměr neutronového a protonového čísla (N:Z)
  • prvky se Z ≤ 20 jsou nejstabilnější (N:Z = 1)
  • prvky se Z  ≥ 20 jsou poměrně stabilní (N:Z ≤ 1,5)
• účinky záření na lidský organismus

  • hlídání a kontrola hodnot (dozimetr)
  • poruchy biochemických procesů v buňkách - zánik, mutace DNA
• Nemoc z ozáření (otrava radiací)

  • akutní i chronické ozáření
  • první případy - Marie Curie Sklodowska, Henri Bequerel
  • ochrana: vzdálenost, stínění, zkrácení času expozice, omezení přijmu radionuklidu
  • měření hodnot v Sievertech (Sv), ekvivalent Roentgena (Rem)