Bài 37. Phóng xạ

PHÓNG XẠ
BÀI 37:
Béc-cơ-ren
(1852-1908)
Giải Nobel vật lý 1903
Ma-ri Quy-ri (1867-1934)
Giải Nobel vật lý 1903
Nobel hoá học 1911
Pi-e Quy-ri
(1859-1906)
Giải Nobel vật lý 1903
?
I. Hiện tượng phóng xạ.
1. Định nghĩa hiện tượng phóng xạ.
Phóng xạ là gì?
Hãy viết phương trình phản ứng hạt nhân cho trường hợp phóng xạ?
Là quá trình phân huỷ tự phát của một hạt nhân không bền vững (tự nhiên hay nhân tạo). Quá trình phân huỷ này kèm theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ điện từ. Hạt nhân tự phân huỷ gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân được tạo thành sau phân huỷ gọi là hạt nhân con.
Gọi hạt nhân mẹ là X, hạt nhân con là Y, thì trong phóng xạ α phương trình phản ứng được viết như thế nào?
A → B + C
A: Hạt nhân mẹ B: Hạt nhân con C: Các tia phóng xạ
A ? B + C
2. Các dạng phóng xạ.
a. Phóng xạ α.
Có nhận xét gì về vị trí và số khối của hạt nhân con so với hạt nhân mẹ?
Tia α là dòng hạt nhân heli, chuyển động với tốc độ 2.107 m/s và đi được vài cm trong không khí, vài m trong vật rắn; bị lệch trong điện trường và từ trường.
I. Hiện tượng phóng xạ.
1. Định nghĩa hiện tượng phóng xạ.
A ? B + C
2. Các dạng phóng xạ.
a. Phóng xạ α.
b. Phóng xạ β-.
Tia β- là dòng các electron. Trong phóng xạ β-, phương trình phản ứng được viết như thế nào?
Có nhận xét gì về vị trí và số khối của hạt nhân con so với hạt nhân mẹ?
c. Phóng xạ β+.
Tia β+ là dòng các pôzitrôn. Trong phóng xạ β+, phương trình phản ứng được viết như thế nào?
Có nhận xét gì về vị trí và số khối của hạt nhân con so với hạt nhân mẹ?
Trong phóng xạ β- và β+ các hạt electron và pôzitrôn phóng ra với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng, đi được vài cm trong không khí và vài mm trong kim loại.
Để thoả mãn định luật bảo toàn momen động lượng còn có sự xuất hiện của hạt nơtrinô.
c. Phóng xạ β+.
I. Hiện tượng phóng xạ.
1. Định nghĩa hiện tượng phóng xạ.
A ? B + C
2. Các dạng phóng xạ.
a. Phóng xạ α.
b. Phóng xạ β-.
d. Phóng xạ .
Tia  được tạo thành như thế nào?
Hạt nhân con sau quá trình phóng xạ α hay β+, β- được tạo ra trong trạng thái kích thích sẽ phát ra bức xạ điện từ  để chuyển về trạng thái năng lượng thấp hơn.
Tia  có thể đi qua được vài m trong bêtông và vài cm trong chì.
α
β

Nêu các đặc tính của quá trình phóng xạ?
Có bản chất là quá trình biến đổi hạt nhân.
Có tính tự phát và không kiểm soát được.
Là một quá trình ngẫu nhiên.
I. Hiện tượng phóng xạ.
II. Định luật phóng xạ.
1. Đặc tính của quá trình phóng xạ.
2. Định luật phóng xạ. Chu kì bán rã.
Chúng ta hãy xét một ví dụ sau?
Có 100g Iốt phóng xạ dùng trong y tế.
* Sau 8,9 ngày đêm chỉ còn 50g.
* Sau 8,9 ngày đêm tiếp theo chỉ còn 25g.
* Sau 8,9 ngày đêm tiếp theo nữa chỉ còn 12,5g.
* Sau 8,9 ngày đêm tiếp theo nữa chỉ còn 6,25g.....
 Cứ sau 8,9 ngày đêm thì khối lượng Iốt chỉ còn một nửa. Khoảng thời gian 8,9 ngày đêm được gọi là Chu kì bán rã của Iốt. Ký hiệu: T
Các chất phóng xạ khác cũng phân rã theo qui luật trên. chỉ khác giá trị T.
2. Định luật phóng xạ. Chu kì bán rã.
I. Hiện tượng phóng xạ.
II. Định luật phóng xạ.
1. Đặc tính của quá trình phóng xạ.
Qua ví dụ trên, Hãy cho biết chu kì bán rã là gì?
Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kì bán rã. Cứ sau mỗi chu kì này thì số hạt (hay khối lượng) của chất ấy đã biến đổi thành chất khác.
N = N0.2- t /T
m = m0.2- t /T
N = N0.e-?t
m = m0.e-?t
Công thức:
Hoặc:
N0, m0 lần lượt là số hạt và khối lượng của chất phóng xạ ở thời điểm ban đầu (t = 0).
N, m lần lượt là số hạt và khối lượng của chất phóng xạ còn lại ở thời điểm t.
t
Đồ thị biểu diễn định luật phóng xạ
Chứng minh công thức định luật phóng xạ
Vì x = t/T nên N = N0.2-t/T
λ là hằng số phóng xạ, đặc trưng cho chất phóng xạ
N = N0.e-?t
Khối lượng chất phóng xạ tỉ lệ với số hạt nên:
m = m0.e-?t
Vì:
Bảng 37.1: Chu kì bán rã
Hãy rút ra nhận xét về chu kì bán rã của các chất phóng xạ được cho trong bảng 37.1?
Hãy kể tên những đồng vị phóng xạ có sẵn trong tự nhiên?
1. Phóng xạ nhân tạo và phương pháp nguyên tử đánh dấu.
I. Hiện tượng phóng xạ.
II. Định luật phóng xạ.
Ngoài các đồng vị phóng xạ tự nhiên, người ta còn chế tạo ra nhiều đồng vị phóng xạ gọi là đồng vị phóng xạ nhân tạo.
III. Đồng vị phóng xạ nhân tạo.
Đồng vị phóng xạ nhân tạo đầu tiên do hai ông bà Quy-ri tìm ra là gì?
Hiện tượng phóng xạ nhân tạo: Dùng chùm hạt phóng xạ bắn vào hạt nhân không phóng xạ để hạt nhân trở nên phóng xạ.
Hãy nêu cách tạo ra đồng vị phóng xạ đó?
Vậy hiện tượng phóng xạ nhân tạo là gì?
Nguyên tố phóng xạ đầu tiên photpho có chu kì bán rã 3 phút 15 giây. Bằng phương pháp phóng xạ nhân tạo người ta đã tạo ra được các hạt nhân phóng xạ của nguyên tố X bình thường (không phải chất phóng xạ):
I. Hiện tượng phóng xạ.
II. Định luật phóng xạ.
III. Đồng vị phóng xạ nhân tạo.
1. Phóng xạ nhân tạo và phương pháp nguyên tử đánh dấu.
Hãy nêu nguyên tắc của phương pháp nguyên tử đánh dấu?
Tạo ra các hạt nhân phóng xạ của nguyên tố X (không phải chất phóng xạ) bằng phương pháp phóng xạ nhân tạo:
Hạt A+1X là nguyên tử đánh dấu, bằng cách trộn lẫn nó với các hạt nhân bình thường ta có thể khảo sát sự tồn tại, phân bố, sự chuyển vận của nguyên tố X
2. Đồng vị 14C, đồng hồ của Trái Đất.
Đồng vị phóng xạ 14C được tạo ra như thế nào?
14C là đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã 5730 năm. Trong khí quyển có cacbon điôxit với tỉ lệ hạt nhân 14C là 10-6 % tổng số hạt nhân cacbon.
HỆ THỐNG KIẾN THỨC
Phóng xạ:
là quá trình phân huỷ tự phát của một hạt nhân
không bền vững.
Số hạt nhân phân huỷ của một nguồn: giảm theo quy luật hàm số mũ:
Chu kì bán rã:
Các dạng phóng xạ: α β- β+ 
Phóng xạ  thường xảy ra trong phản ứng hạt nhân, hoặc trong phóng xạ α hay β-, β+.
Phóng xạ tự nhiên và phóng xạ nhân tạo.
KIỂM TRA KIẾN THỨC
CÂU 1:
Một hạt nhân X phóng xạ α, β-, β+, , hãy hoàn chỉnh bảng sau:
x
x
x
x
x
x
x
x
KIỂM TRA KIẾN THỨC
CÂU 2:
Quá trình phóng xạ hạt nhân:
A. Thu năng lượng.
B. Toả năng lượng.
C. Không thu, không toả năng lượng.
D. Có trường hợp thu, có trường hợp toả năng lượng.
CÂU 3:
Trong số các tia α, β-, β+ và , tia nào đâm xuyên mạnh nhất? Tia nào đâm xuyên yếu nhất? Tia nào có bản chất là sóng điện từ?
CÂU 4:
Quá trình phóng xạ nào không có sự thay đổi cấu tạo hạt nhân
A. Phóng xạ α
B. Phóng xạ β-.
C. Phóng xạ .
D. Phóng xạ β+.
CÂU 5:
Trong quá trình phóng xạ, số lượng hạt nhân phân huỷ giảm đi với thời gian t theo quy luật nào?
A. –αt + β (α, β > 0)
B.
C.
D.
CÂU 6:
Chất phốt pho phóng xạ có chu kì bán rã là 8 ngày đêm. Nếu nhận được 100g chất này thì sau 72 giờ còn lại bao nhiêu?
CÂU 7:
Một lượng chất phóng xạ có khối lượng ban đầu m0. Sau 5 chu kì bán rã khối lượng chất phóng xạ còn lại là:
A. m0/5
B. m0/25
C. m0/32
D. m0/50
BÀI HỌC ĐẾN ĐÂY KẾT THÚC