Mokslininkai tyrinėję radioaktyvumo reiškinį

4677 0

Radioaktyvumas

Nemažai fizikinių reiškinių buvo pastebėta laimingo

atsitiktinumo dėka. Taip atsitiko ir su radioaktyvumu.

1896 m. Prancūzų mokslininkas Anri Bekerelis (Becquerel),

atlikdamas bandymus su urano druskomis, atsitiktinai aptiko, kad viena jų

paveikė gerai supakuota fotografinę plokštelę. A. Bekerelis spėjo, kad

urano drusks savaime, be išorinių veiksnių įtakos, skleidžia kažkokius

nežinomus spindulius, kurie lengvai praeina pro neskaidrius kūnus.

Medžiagos savybė savaime skleisti tokius spindulius buvo pavadinta

radioaktyvumu (lot. Radio – spinduliuoju). Išbandes įvairius urano

cheminius junginius, A. Bekerelis nustatė, kadradioaktyvumas būdingas ne

junginiams, o cheminiam elementui uranui, jo atomų branduoliams.

Radioaktyvumo atradimas

Šių spindulių prigimtį pavyko išsiaiškinti atliekant tokį

bandymą. Švino gabale buvo išgręžtas siauras kanalas, o jo dugne padėtas

nedidelis gabalėlis radioaktyviosios medžiagos. Jos skleidžiami spinduliai

iš kanalo ėjo siauru pluoštu ir priešais kanalą pastatytoje fotografinėje

plokštelėje paliko tamsią dėmę. Praleistas tarp dviejų stipriai įelektrintų

plokščių, šis pluoštas suskildavo į tris pluoštelius ir palikdavo dėmes

trijose fotografinės plokštelės vietoje. Pagal šiuos pėdsakus buvo

nustatyta, kad elekrinis laukas tuos spindulius veikia nevienodai.

Magnetiniame lauke spindulių pluoštas taip pat suskildavo į

tris pluoštelius.

Minėtas bandymas parodė, kad spinduliai yra trejopi. Pagal

pirmąsias graikų abėcėlės raides jie buvo pavadinti α (alfa), ββ (beta), µ

(gama) spinduliais.

Atliktus detalesnius bandymus, paaiškėjo, kad:

• α spinduliai yra helio atomų branduoliai;

• β spinduliai – greitai skriejančių elektronų srautas;

• µ spinduliai – labai trumpos elektromagnetinės bangos.

Kadangi α spindulių krūvis teigiamas, tai tie spinduliai

nukrypdavo neigiamai įelektrintos plokštelės link, tuo tarpu neigiamą krūvį

turintys β spinduliai – teigiamai įelktrintos plokštės link. µ spindulių

sklidimo krypties la

aukas nepasikeisdavo.

Drauge buvo nustatyta, kad α ,β ir µ spinduliai prasiskverbia

pro įvairias medžiagas nevienodai. Pavizdžiui, α spinduliai praeina tik pro

popieriaus lapą ar 4 – 10 cm storio oro sluoksnį, β spinduliai – pro 4 – 5

mm storio aliuminio plokštelę, o µ spinduliai – net pro storą švino

plokštę. Taigi nuo α spindulių gali apsaugoti drabužiai, nuo β spindulų –

namų sienos, o nuo µ spindulių – tik storas švino ar kelių metrų storio

betonas.

Su radioaktyvumu susiję reiškiniai

Tyrinėjant radioaktyviąsias medžiagas, išryškėjo daug neįprastų

dalykų. Radioaktyviųjų elementų spindulivimo intensyvumas praktiškai

nepakisdavo ištisomis paromis, mėnesiais ir net metais. Jam nedarė jokios

įtakos nei šildymas, nei slėgio didinimas. Tai rodo, kad šis reiškinys yra

ypatingas virsmas.

Radioaktyvus preparatas ilgus metus nenutrūkstamai spinduliavo

energiją, taigi jis buvo truputį šiltesnis už aplinką. Iš kur gi imama ši

energija? Buvo spėjama, kad kinta patys atomai

Radioaktyvių spindulių stebėjimo prietaisai

Radioaktyviosios spinduliuotės sudedamosioms dalims stebėti buvo

sukurta nemažai įvvairių prietaisų. Daugelio jų veikimas pagrįstas dalelių

ir gama spindulių juonizuojančiuoju bei fotocheminiu poveikiu.

Geigerio ir Miulerio skaitiklis. Šį 1928 m. Sukonstruotą

prietaisą sudaro metalinis plonomis sienelėmis ar iš vidaus metalizuotas

stiklinis vamzdelis (katodas). Jo viduje iš ilgai ašies ištemptas plonas

metalinis siūlas (anodas). Vamzdelis pripilditas vandenilio, helio, argono

ir kitų dujų. Tarp vamzdelio vidinio paviršiaus ir metalinio siūlo (t. Y.

Tarp katodo ir anodo) įjungiamas aukštosios įtampos srovė šaltinis stipriam

elektriniam laukui sukurti.

Į skaitiklį patekusi elektringoji dalelė, pavyzdžiui

elektronas, jonizuoja dujas – atplėšia nuo jonų atomų elektronus. Susidarę

teigiamieji jonai judakatodo link, o e

elektronai – anodo link. Taigi

atsiranda trumpalaikė elektros srovė, kuri sustiprinama ir perduodama i

specialų skaičiavimo įrenginį. Tokiu būdu galima tiksliai užregistruoti į

skaitiklį patenkančias daleles, kurios gali jonizuoti dujas.

Vilsono kamera. Anglų fizikas Čarlzas Vilsonas (Wilson; 1896 –

1959) 1912 m. Sukonstravo vadinamąją Vilsono kamerą – prietaisą

elektringųjų dalelių pedsakams stebėti ir fotografuoti.

Vilsono kamera – tai hermetiškai uždarytas indas, pripildytas

sočiųjų vandens ar alkoholio garų. Kameros tūrį galima keisti stūmokliu.

Stūmoklį staiga patraukus į dešinę, kameros tūris padidėja, o garų slėgis

ir temperatūra sumažėja. Garai atvėsta ir pasidaro persotintieji. Jeigu tuo

metu į kamera patenka elektringoji dalelė, tai ji jonizuoja kameroje

esančių garų atomus (molekules). Susidarę jonai tampa kondencacijos

centrais, ir daleles kelyje atsiranda smulkių ruko lašelių ruožas – trekas

(angl. Track – pėdsakas, vėžė). Treką galima stebėti ir fotografuoti.

Dalelių pedsakai Vilsono kameroje teikia daugiau informacijos

negu skaitikliai. Pagal trekų pobūdį galima apskaičiuoti dalelių masę,

energiją, greitį ir kt.

Storasluoksnių fotoemulsijų metodas. Greitos elektringosios

dalelės, patekusiosį storą fotografinės emulsijos sluoksnį, išplėšia

elektronus iš atskirų emulsiją sudarančių atomų ir palieka paslėptą

pėdsaką. Ryškinant iš jo atkuriamas dalelės trekas. Iš treko ilgio ir

storio galima nustatyti dalelės masę bei energiją.

Žalingas radioaktyvumo poveikis gyvajam organizmui

Alfa, beta ir gama spindulius nuolat skleidžiamūsų

aplinka. Tačiau jų poveikis labai menkas, ir gyvieji organizmai yra prie jo

prisitaikę. Labai jautrius vidaus organus iš dalies saugo oda.

Vis dėl to kai atmosferoje bandomi branduoliniai

užtaisai, įvyksta avarijos atominėse elektrinėse, aplinkos radioaktyvumas

gali l

labai padidėti ir pakenkti žmonių sveikatai. Radioaktyviosios

medžiagos ypač pavojingos tada, kai patenka į organizmą su maistu ir oru.

Pavyzdžiui, po Černobylio atominės elektrinės avarijos į ganyklas galėjo

kai kur patekti radioaktyviųjų medžiagų. Tokią žolę ėdančių karvių pienas

labai kenksmingas. Negalima valgyti ir radioaktyviomis madžiagomis

užterštame miške surinktų grybų ar užterštame ežere sugautų žuvų.

Radioaktyvumo poveikis žmogaus organizmui priklauso nuo:

• spindulių rūšies ir intensyvumo;

• spinduliavimo trukmės;

• organizmo jautrumo.

Įvairių spindulių poveikis gyvam organizmui

Iš išorės veikiantys α spinduliai mažai pavojingi – nuo jų

saugo oda. Tačiau patekusių į organizmo vidų pro kvėpavimo takus, burną

ar sužeistą odą radioaktyviųjų medžiagų skleidžiami α spinduliai

(vidiniai spinduliai) labai kenkia, nes mažame tūryje sukuria daug jonų.

Šiuo pažiūriu pavojingiausios medžiagos yra radis ir polonis. Radis

kaupiasi kauluose, todėl sutrinka baltųjų ir raudonųjų kraujo kūnelių

gamyba. Žmogus suserga mažakraujyste.

β spinduliai prasiskverbia pro suragėjusį odos sluoksnį į

gyvus audinius ir gali smarkiai nudenginti odą. Ji pasidaro sausa , o

nagai trapūs. Spinduliai kartais sukelia net odos vėžį. Jiems labai

jautrios akys.

µ spinduliai labai skvarbūs, todėl gali paveikti giliai

organizme esančius audinius ir sukelti kraujo sudėties pakitimus,

mažakraujystę, kataraktą (akies lešiuko drumstį), viduriavimą ir kt.

Radioaktyvumo taikymas

Radioaktyvumo poveikis nevisada žalingas. Radioaktyviųjų

medžiagų skleidžiamais spinduliais medicinoje diagnozuojamos ir gydomos

įvairios ligos. Antai nedideliais radioaktyvaus natrio kiekiais tiriama

kraujo apytaka, radioaktyvaus jodo preparatais diagnozuojama Bazedovo

liga (skydliaukės veiklos sutrikimas). Kadangi greitai besidalijančias

ląsteles (pavyzdžiui, vėžio) šie spinduliai ardo sparčiau, jais švytinami

piktybiniai augliai. Taip sustabdomas jų plėtimasis.

Pramonėje t

tais spinduliais tiriama metalo liejinių

sandara – nustatoma, ar juose nėra defektų. Žemės ūkyje švitinimu

paspartinimas augalų ir gyvulių augimas, gerinama jų kokybė: apšvitintos

sėklos greičiau sudygsta, vynuogės sukaupia daugiau cukraus ir pan.

Archeologams šie spinduliai padeda apskaičiuoti senovinių organinės

kilmės daiktų (pavyzdžiui, Egipto mumijų) amžių.

Fizikai tyrinėję rdioaktyvumo reiškinį

Anri Bekerelis gimė 1852 12 15 Paryžiuje – mirė 1908 08

25. Prancūzų fizikas Paryžiaus MA akademikas (1889 m.) Nuo 1895 m.

Paryžiaus palitechnikos mokyklos profesorius.

Svarbiausi darbai iš optikos, elektros, magnetizmo,

fotochemijos, elektrochemijos ir meterologijos. Tirdamas įvairių

liuminescuojančių medžiagų veikimą pro neskaidrią pertvarą į fotoplokštelę

1896 m. atrado urano radioaktyvųjį spinduliavimą. Nobelio premija 1903 m.

Vilhelmas Konradas Rentgenas gimė 1845 03 27 Leupe

(prie Diuselfordo) mirė 1923 02 10 Miunchene. Vokiečių fizikas 1868 m.

baigė Ciuricho aukštąją technikos mokyklą. 1876 – 79 m. Strasbūro, 1879 –

88 Gyseno universitetų profesorius. Nuo 1888 m. Viurcburgo universiteto

fizikas instituto direktorius, nuo 1894 m. to universiteto rektorius.

1900 – 20 m. Miuncheno universiteto profesorius.

Pirmasis fizikas, gavęs Nobelio premiją (1901 m.). 1888 m. eksperimentiškai

įrodė, kad judančio elektriškai polimiruoto dielektriko sukurtas magnetinis

laukas (rentgeno srovė) tapatus elektrinės srovės sukurtam magnetiniam

laukui.

1895 m. atrado spindulius, kuriuos pavadino x

spinduliais (rentgeno spinduliais) ir ištyrė jų savybes, numatė spindulių

pritaikymo galimybes medicinoje ir technikoje. Svarbus pjeroelektrinių ir

piroelektrinių kristalų savybių, elektrinių ir optinių reiškinių ryšio

kristaluose tyrimai. Labai tiksliai išmatavo įvairių fizikų konstatas.

Atradimai buvo viena šiuolaikinės atomo teorijos ištakų.

Rentgeno srovės atradimas davė pradžią H. A. Lorenco elektroniniai

teorijai, o Rentgeno spindulių atradimas tiesiog stimuliavo radioaktyvumo

atradimą.

Pjeras Kiuri gimė Paryžiuje, Kiuvjė gatvėje, 1859 m.

gegužės 15 d. Jo tėvas Eženas Kiuri – gydytojas, irgi gydytojo sūnus, kilęs

iš Elraso, protestantas. Kiuri giminė kurią kadaise sudarė kuklūs

miestelėnai, iš kartos į kartą augino išprūsusius žmones, mokslininkus.

Pjero tėvas dėl duonos kąsnio priverstas verstis gydytojo praktika, karštai

domėjosi moksliniais tyrimais. Jis dirbo asistentu Gamtos mokslų muziejuje

ir parašė keletą darbų apie skiepijimą nuo tiuberkuliozės.

Laisvas mokymas duoda vaisių: šešiolikos metų Pjeras

išlaiko vidurinio mokslo egzaminus, aštuoniolikos – gauna licenciato

diplomą. Devyniolikos metų tampa profesoriaus Dereno asistentu gamtos

mokslų fakultete ir penkerius metus eina tas pareigas. Drauge su broliu

Žaku, irgi licenciatu ir asistentu Sorbonoje, dirba tiriamąjį darbą.

Netrukus du jauni fizikai atskleidžia svarbų reiškinį – pjeroelektrą, o

tesdami eksperimentus, išranda naują prietaisą – kvarcinį pjerometrą,

kuriuo galima elektrinius procesus pakeisti mechaniniais ir atvirkščiai.

1883 m. broliai išsiskiria: Žakas skiriamas

profesoriumi Monpeljė, Pjeras ima vadovauti praktiniam studentų užsiėmimas

Paryžiaus fizikos ir chemijos mokykloje. Nors tos pareigos atima daug

laiko, Pjeras toliau darbuojasi kristalų fizikos srityje. Šį darbą

apvainikuoja jo atskleistas „simetrijos principas“, tapęs vienu iš

šiuolaikinio mokslo pagrindų.

Pjeras Kiuri išranda ir sukonstruoja moksliniams

tikslams ultra jautrias svarstykles, vadinamąsias „Kiuri svarstykles“,

paskui pradeda tirti magnetizmą ir pasiekia nepaprastą rezultatą:

atskleidžia pagrindinį dėsnį, „Kiuri dėsnį“.

Jis taip pat kartu su savo žmona Marija Sklodovska –

Kiuri bei Anri Bekereliu labai daug nusipelnė tirdami radioaktyvumo

reiškinį.

1906 m. jis išsiblaškęs ėjo per gatvę ir žuvo po vežimo

ratais.

Marija Sklodovska – Kiuri – Radioaktyviųjų elementų

tyrimo pradininkė, pirmoji garsi moteris fizikė, du kartus Nobelio prmijos

laureatė.

Marija Sklodovska – Kiuri gimė 1867 m. lapričio 7 d.

Varšuvoje mokytojų šeimoje. Tėvas dėstė fiziką ir matematiką įvairiose

miesto mokyklose, buvo kelių vadovėlių autorius, motina vadovavo mergaičių

mokyklai.

Marija buvo jauniausia iš penkių vaikų. Stebėdama, kaip

mokosi sesuo, Marija nejučia išmoko skaityti, nors tėvai kurį laiką jai dar

draudė skaityti knygas. Po 1863 m. šeimoje vyravo patriotinės, auticarinės

nuotaikos. Tuo metu lenkų vaikai turėjo nuo pirmos klasės mokytis rusų

kalbos, šnekėti gimtąją kalba buvo draudžiama šnekėti net per pertraukas.

Marija turėjo puikią atmintį. Nors klasėje ji buvo pora metų jaunesnė už

drauges, bet mokėsi geriausiai.

Mokykloje M. Sklodovska išmoko keturias užsienio

kalbas, tačiau labiausiai ją traukė gamtos mokslai. Jos mėgstam,as

užsiėmimas buvo ateiti į tėvo kabinetą ir apžiūrėti spintoje sukrautus

fizikos bei chemijos prietaisus. Šešiolikmetė Marija baigė gimnaziją aukso

medaliu, tačiau jos noras mokytis fizikos ir matematikos Varšuvos

universitete negalėjo būti įgyvendintas, nes moterys nebuvo priimamos.

M. Sklodovska sugalvojo ir pasiūlė vyresniąjai seserei

tokį planą: Marija dirbs gubernantera privačia mokytoja ir padės seseriai

studijuoti mediciną, o kai ši baigs studijas, tada mokės už Marijos fizikos

studijas Sorbanos universitete.

1891 m. būdama 24 – erių metų, Marija pagaliau įstojo

į Sorbonos universiteto Gamtos mokslų fakultetą. Taupydama pinigus, ji

gyveno mažame, šaltame kambarėlyje pastogėje, vilkėjo vienintėlę suknelę,

kartais ji net nualpdavo iš alkio, atsisakydavo pramogų. M. Sklodovska matė

vienintėlį tikslą – kuo greičiau sėkmingai užbaigti studijas. 1893 m. ji

gavo fizikos, o kitais metais matematikos mokslų licenciatės diplomus.

Marija grįžo į Varšuvą, bet jos pažystami išrūpino jai valstybinę

stipendiją dar metams Paryžiuje tęsti aukštesnes studijas.

M. Sklodovskos moksslinis vadovas pasiūlė jai

išmatuoti įvairių rūšių plieno magnetines charakteristikas. Ieškodama

erdvesnės laboratorijos, kur galėtų atlikti tuos matavimus, Marija

susipažino su fizikos ir c

. . .

Kauno Vilijampolės vidurinė mokykla

Referatas

Mokslininkai tyrinėję radioaktyvumo reiškinį

Darbą atliko:10b kl. mokiniai Mindaugas Baltrūnas ir Paulius

Jakaitis

Darbą tikrino:

mokytoja

Virginija Jurevičienė

Kaunas 2004

Turinys

1. Radioaktyvumas

2. Radioaktyvumo atradimas

3. Su radioaktyvumu susiję reiškiniai

4. Radiokatyvių spindulių stebėjimo prietaisai

5. Žalingas radioaktyvumo poveikis gyvajam organizmui

6. Įvairių spindulių poveikis gyvajam organizmui

7. Radioaktyvumo taikymas

8. Fizikai tyrinėję radioaktyvumo reiškinį

Join the Conversation

×
×