Ճառագայթաակտիվություն․ Տեսական դաս և հարցեր

Ճառագայթաակտիվությունը (ռադիոակտիվությունը) որոշակի քիմիական տարրերի անկայուն իզոտոպների ինքնաբերաբար փոխակերպումը մեկ այլ քիմիական տարրի իզոտոպի, որն ուղեկցվում է էներգիայի և տարրական մասնիկների արձակումով։ Այդ շարժընթացը կոչվում է ռադիոակտիվ տրոհում, իսկ տրոհվող միջուկները՝ ռադիոակտիվ միջուկներ։

Կենսաբանական հյուսվածքները քայքայող և մուտացիաներ առաջացնող անկայուն իզոտոպները կամ դրանք պարունակող նյութերը կոչվում են ռադիոակտիվ նյութեր։

Հողի ռադիոակտիվությունը պայմանավորված է հողում պարունակվող բնական և արհեստական ռադիոակտիվ տարրերով ու իզոտոպներով։ Հողի բնական բարձր ռադիոակտիվությունն առաջանում է հիմնականում ուրանի, ռադիումի, թորիումի և կալիումի ռադիոակտիվ իզոտոպներ պարունակող հանքավայրերում ու դրանց մերձակայքում, սակայն փոքր քանակությամբ ռադիոակտիվ նյութեր սփռված են երկրագնդի ամբողջ մակերևույթով և կան բոլոր հանքապարներում, հողերում, ջրերում։ Հողի արհեստական ռադիոակտիվությունն առաջանում է միջուկային զենքի պայթյունից։

Մթնոլորտի ռադիոակտիվությունը պայմանավորված է բնական շարժընթացների կամ մարդու գործունեության հետևանքով մթնոլորտ արտանետված ռադիոակտիվ գազերով և աերոզոլներով։

Արհեստական ռադիոակտիվ աերոզոլներն առաջանում են միջուկային պայթյունից, պարունակում են 100-ից ավելի ռադիոակտիվ իզոտոպներ և, կախված մասնիկների չափերից ու մթնոլորտ նետվելու բարձրությունից, կարող են տարածվել հարյուրավոր կիլոմետրերից մինչև տասնյակ հազարավոր կիլոմետրեր։

Ռադիոակտիվ տեղումներն անձրևի, ձյան տեղումների հետ կամ չոր տեսքով մթնոլորտից երկրի վրա թափվող ռադիոակտիվ նյութերն են։ Դրանք ուժեղանում են հատկապես մթնոլորտում և Երկրի մակերևույթին միջուկային զենք փորձարկելիս, ինչպես նաև միջուկային ռեակտորների վթարից։

Հարցեր՝

1. Ո՞րն է բնական ճառագայթաակտիվության էությունը։

Բնական ճառագայթաակտիվությամբ օժտված են այն տարրերը, որոնք կարողանում են ինքնակամ ճառագայթահարվել։

2. Ինչպե՞ս է հայտագործվել բնական ճառագայթաակտիվության երևույթը։

Մի անգամ ամպամած եղանակի պատճառով, Անրի Բեքերելը ուրանի աղի նմուշները, առանց արևի լույսով ճառագայթահարելու, պահեց մութ դարակում։ Մի քանի օր անց դարակում դրված լուսազգայուն թիթեղի վրա  տեսավ ուրանի աղի նույն սևացումները։ Այս ամենից էլ եզրակացրեց, որ ուրանն օժտված է ինքնակամ ճառագայթահարվելու։

3. Ատոմի՞, թե միջուկի հատկություններով է պայամանավորված ճառագայթաակտիվությունը։ Պատասխանը հիմնավորեք։

Ճառագայթաակտիվությանը միջուկի հատկություններով է պայմանավորված, քանի որ միջուկով է կատարվում ճառագայթաակտիվությունը։

4. Ի՞նչն է բնութագրական ճառագայթաակտիվության երևույթի համար։

Երբ տեղի է ունենում ճառագայթաակտիվության երևույթ, այն ժամանակ անջատվում է էներգիա և մեծ կարգաթիվ ունեցող միջուկները փոխակերպվում են ավելի փոքր կարգաթիվ ունեցող միջուկների։

5. Ո՞ր տարրերն են օժտված բնական ճառագայթաակտիվությամբ։

Բնական ճառագայթաակտիվությամբ օժտված են՝ ուրան, թորիում, պոլոնիում և ռադիում տարերը։

6. Ի՞նչ է հետևում մագնիսական դաշտում ճառագայթաակտիվ աղբյուրի առաքած փնջի՝ երեք առանձին փնջերի բաժանվելու փաստը։

Երեք առանձին փնջերի բաժանվելուց կարելի հասկանալ, որ երկու շեղված փնջերը տարարուն լիցքերով մասնիկներ են, իսկ չշեղված փունջը լիցք չունի։

7. Ի՞նչ է α-մասնիկը։ Թվարկեք դրա բնութագրերը։

Քիչ շեղված փունջը կոչվում է α-ճառագայթում՝ 0,5մմ ալյումինի շերտն ամբողջությամբ կլանում է α-ճառագայթումը։

8. Ի՞նչ է β-մասնիկը։ Թվարկեք դրա բնութագրերը։

Մյուս չշեղված փունջը կոչվում է β-ճառագայթում՝ 0,5մմ ալյումինի շերտով β-ճառագայթն անցնում է արարգել, 1մմ հաստությամբ կապարի կամ 5մմ հաստությամբ ալյումինի շերտերը β-ճառագայթումն ամբողջությամբ կլանում է։

9. Ի՞նչ է γ-մասնիկը։ Թվարկեք դրա բնութագրերը։

Չշեղված փունջը կոչվում է γ-ճառագայթում՝ 0,5մմ ալյումինի շերտով γ-ճառագայթն անցնում է արարգել, 1մմ հաստությամբ կապարի կամ 5մմ հաստությամբ ալյումինի շերտերը γ-ճառագայթը անցնում է առանց նկատելի թուլությամբ, իսկ 5սմ հաստությամբ կապարի շերտով γ-ճառագայթը չի անցնում։

10. Ինչո՞վ է պայամանավորված ճառագայթաակտիվության ազդեցությունը օրգանիզմի վրա։

Ճառագայթաակտիվությունը խթնաում է օրգանիզմում բջիջների գործունեության վատթարացմանը և խախտմանը։

11. Ի՞նչ է ճառագայթման կլանված բաժնեչափը, և ի՞նչ միավորով է չափվում այն։

Ճառագայթման կլանված էներգիայի հարաբերությունը ճառագայթահարված նյութի զանգվածին, կոչվում է ճառագայթման կլանված բաժնեչափ։ Այն չափում են գրեյներով (Գր)։

12. Ի՞նչ է ճառագայթման բնական ֆոնը։

Ճառագայթման բնական ֆոնը տիեզերքի ճառագայթներն են և շրջապատող միջավայրի ճառագայթաակտիվությունը։

13. Ճառագայթման ո՞ր բաժնեչափն է մահացու մարդու համար։

Մարդու համար մահացու է 3÷5 Գր ճառագայթման բաժնեչափը։

14. Ինչպիսի՞ն են ատոմների և միջուկների բնութագրական չափերը:

Ատոմի բնութագրական չապը 10⁻¹⁰ մ, իսկ միջուկինը՝ 10⁻¹⁵ մ։ Բայց ատոմի զանգվածը գործնակաում հաշվում են հենց միջուկի զանգվածով, որովհետև էլեկտրոնների զանգվածը չնչին է։

15. Ի՞նչ կառուցվածք ունի միջուկը:

Ատոմի միջուկը կազմված է պրոտոններից և նեյտրոններից։

16. Նշել պրոտոնի և նեյտրոնի բնութագրերը:

Պրոտոնները դրական լիցքավորված մասնիկներ են։ Նեյտրոնները լիցք չունեն։ Պրոտոնների զանգվածը 1836 անգամ է մեծ էլեկտրոնի զանգվածից, իսկ նեյտրոննների զնագավծը՝ 1839 անգամ։ Պրոտոնների թիվը միջուկում նշանակում են Z տառով, իսկ նեյտրոններինը՝ N-ով։

17. Որքա՞ն է միջուկում պրոտոնների թիվը:

Պրոտոնների թիվը միջուկում համընկնում է Մենդելեևի քիմիական տարրերի աղյուսակում տվյալ տարրի կարգաթվի՝ Z-ի հետ: Կարգաթվի հետ է համընկնում նաև ատոմում էլեկտրոնների թիվը:

18. Ո՞ր մեծությունն են անվանում միջուկի զանգվածային թիվ:

Միջուկի զանգվածային թիվը միջուկի պրոտոնների և ներյտրոնների թվերի գումարն է։ Միջուկի զանգվածային թիվը նշանակում են A տառով։
A = Z + N

19. Որքա՞ն է միջուկում նեյտրոնների թիվը:

Միջուկում նեյտրոնների թիվը հավասար է միջուկի զանգվածային թվի և պրոտոնների թվի տարբերությանը։
N = A – Z

20. Ի՞նչ է մեկ զ.ա.մ.-ը:

Զ.ա.մ.-ը զանգվածի ատոմային միավորն է, որով արտահայտում են պրոտոնների և նեյտրոնների զանգվածները։ 1 զ.ա.մ.-ը ածխածնի -12 իզոտոպի զանգվածի 1/12 մասն է։ Այն համարժեք է 1,66057 * 10⁻²⁷ կգ

21. Օգտվելով Մենդելեեվի քիմիական տարրերի աղյուսակից՝ որոշել ոսկու ատոմի զանգվածը՝ կիլոգրամներով։

197 * 1,66 * 10⁻²⁷ = 327

22. Ի՞նչ է իզոտոպը: Ջրածնի ի՞նչ իզոտոպներ գիտեք:

Իզոտոպները այն քիմիական տարրերն են, որոնք ունեն նույն թվով պրոտոններ, բայց տարբեր ատոմային զանգվածներ, այսինքն՝ տարբեր քանակի ներյտրոններ։

Ջրածնի իզոտոպներ են՝ դեյտերիումը, որի միջուկն ունի 1 պրոտոն և 2 նեյտրոն, տրիտիումը, որի միջուկն ունի 1 պրոտոն և 3 նեյտրոն։