HẠT NHÂN NGUYÊN TỬI. HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG

3) Phóng xạa) Hiện tượng một hạt nhân không bền, bị phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạtnhân khác gọi là hiện tượng phóng xạ.Đặc điểm của phóng xạ: nó là quá trình biến đổi hạt nhân, không phụ thuộc vào yếu tố bên ngoài(nhiệt độ, áp suất, môi trường xung quanh …) mà phụ thuộc vào bản chất của hạt nhân (chất phóng xạ).b) Tia phóng xạ không nhìn thấy, gồm nhiều loại: α, β

^-

, β

⁺

, γ. + Tia anpha (α)là hạt nhân của hêli

⁴

2

^He

. Mang điện tích +2e, chuyển động với vận tốc ban đầukhoảng 2.10

⁷

m/s. Tia α làm iôn hoá mạnh nên năng lượng giảm nhanh, trong không khí đi được khoảng8cm, không xuyên qua được tấm bìa dày 1mm.+ Tia bêta: phóng ra với vận tốc lớn có thể gần bằng vận tốc ánh sáng. Nó cũng làm iôn hoá môitrường nhưng yếu hơn tia α. Trong không khí có thể đi được vài trăm mét và có thể xuyên qua tấm nhômdày cỡ mm. có hai loại:- Phổ biến là tie bê ta trừ β

^-

là các electron, kí hiệu là e

₋

⁰

₁

- Loại hiếm hơn là bêta cộng β

⁺

là pôzitron kí hiệu là e

₊

⁰

₁

, có cùng khối lượng với êletron nhưngmang điện tích +e còn gọi là êlectron dương hay hạt phản êlectron.- Tia γ là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (ngắn hơn tia X) cỡ nhỏ hơn 10

^-11

m. Nó có tính chấtnhư tia X, nhưng mạnh hơn. Có khả năng đâm xuyên mạnh, rất nguy hiểm cho con người.Chú ý: Mỗi chất phóng xạ chỉ có thể phóng ra một trong 3 tia: hoặc α, hoặc β

^-

, hoặc β

⁺

và có thểkèm theo tia γ. Tia γ là sự giải phóng năng lượng của chất phóng xạ.c) Định luật phóng xạ: (2 cách)+ Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi thời gian T gọi là chu kỳ phân rã. Cứ sau thời gian T mộtnửa số hạt nhân của nó biến đổi thành hạt nhân khác.k =− t hay N(t) = N

0

.e

^-λt

; 2=lnλ là hằng số phóng xạ. ln2 = 0,693.N(t) = N

0

.2

^-k

với TKhối lượng chất phóng xạ: m(t) = m

0

. e

^-λt

; hay m(t) = m

0

.2

^-k

+ Trong quá trình phân rã, số hạt nhân (khối lượng) phóng xạ giảm với thời gian theo định luật hàmsố mũ.Chu kỳ bán rã T của một chất phóng xạ là thời gian sau đó số hạt nhân của một lượng chất ấy chỉ cònbằng một nửa số hạt nhân ban đầu N

0

. Số hạt nhân N hoặc khối lượng m của chất phóng xạ giảm với thờigian t theo định luật hàm số mũ:

N

(

t

)

=

N

₀

e

⁻

^λ

^t

,

m

(

t

)

=

m

₀

e

⁻

^λ

^t

,λ là hằng số phóng xạ, tỉ lệ nghịch với chu kỳ0ln =,693=λ .bán rã: d) Độ phóng xạ của một chất phóng xạ đặc trưng cho tốc độ phân rã, được xác định bằng số hạt nhânphân rã trong 1 giây.

t

−∆H N =λ

⁻

^λ

=λ

⁻

= . + Kí hiệu H, đơn vị là Becơren (Bq) hoặc ciri (Ci): H =

^T

Nt .

0

.e .N .2

0

∆Hay H = λ.N; H

0

= λN

0

,

^T

^t

HH=

⁻

^λ

=

⁻

là độ phóng xạ ban đầu. 1 Ci = 3,7.10

¹⁰

Bq.

0

.e H .2Độ phóng xạ của một lượng chất bằng số hạt nhân của nó nhân với hằng số phóng xạ.e) Trong phân rã a hạt nhân con lùi hai ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ.- Trong phân rã β

^-

hoặc β

⁺

hạt nhân con tiến hoặc lùi một ô trong bẳng hệ thống tuần hoàn so với hạtnhân mẹ.- Trong phân rã γ hạt nhân không biến đổi mà chỉ chuyển từ mức năng lượng cao xuống mức nănglượng thấp hơn.- Vậy một hạt nhân chỉ phóng ra một trong 3 tia là α hoặc β

^-

hoặc β

⁺

và có thể kèm theo tia γ.f) Ngoài các đồng vị phóng xạ tự nhiên (có sẵn trong thiên nhiên), còn chế tạo nhiều đồng vị phóngxạ nhân tạo. Đồng vị phóng xạ nhân tạo cò cùng tính chất hóa học với đồng vị bền của nguyên tố đó.+ Ứng dụng: phương pháp nguyên tử đánh dấu: y khoa (chẩn đoán và chữa bệnh), trong sinh họcnghiên cứu vận chuyển các chất; khảo cổ: xác định tuổi cổ vật dùng phương pháp cácbon14 (có T = 5730năm)...