Презентация по физике на тему Радиоизотопы 11 класс

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Иркутской области «Братский профессиональный техникум»

Радиоизотопы, их применение и влияние на человека и окружающую среду.

Учитель: Байбородина Л.М.

2015г.

Урок №4 «Открытый урок - пресс-конференция»

Тема урока: Радиоизотопы, их применение и влияние на человека и окружающую среду.

Цель урока: проанализировать доступную информацию об источниках радиации и степени их опасности для живых организмов; подытожить все достоверное о применении радиоизотопов и их биологическом действии.

Подготовка: Сборка папки «Материалы пресс-конференции»

Записи в тетради: Что узнаем нового?

План урока

1. У истоков великих открытий:

• открытие радиоактивности;

• открытие изотопов химических элементов.

2. Современная физико-химическая картина мира:

• объяснение явления изотопии;

• устойчивость ядер, «магические числа»;

• радиоактивный ряд, период полураспада.

3. Области применения радиоизотопов:

• медицина;

• археология;

• архитектура и строительство;

• сельское хозяйство;

• геология;

• промышленность;

• космонавтика.

4. Биологическое действие радиации:

• особенности альфа-, бета- и гамма-излучений;

• величины и единицы измерения ионизирующих излучений.

5. Проблемы сегодняшнего дня. Последствия радиоактивных загрязнений:

• Чернобыльская авария - 15 лет;

• радиационная обстановка в Уральском регионе;

• проблемы захоронения радиоактивных отходов.

У истоков великих открытий

! 1 марта 1986 г., Ангри-Антуан Беккерель (Франция), 1898 г., Мария Склодовская-Кюри (Франция) - открыли естественную радиоактивность.

Радиоактивность - самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в ядра атомов других элементов, сопровождающиеся испусканием излучения (радиацией).

 Альфа-лучи (ядра атомов гелия).

Движутся медленно, обладают низкой проникающей способностью (поглощаются толстым листом бумаги).

Бета-лучи (поток электронов).

Скорость близка к скорости света. Бывают двух типов: электроны и позитроны (поглощаются слоем металла, например меди, толщиной 1 мм).

Гамма-лучи - электромагнитное излучение большой частоты, наподобие рентгеновского, но с еще большей проникающей способностью.

Обычно, хотя и не всегда, испускаются радиоактивным ядром после альфа- и бета-частицы (интенсивность уменьшается вдвое слоем свинца толщиной 13 мм или слоем воздуха толщиной 120м).

! Январь 1913 г., Фредерик Содди (Англия) открыл изотопы радиоактивных элементов полония и урана.

Правило смещения

Альфа-распад:

Выполнение законов сохранения электрического заряда и массового числа

Бета-распад:

! 1913 г., Джозеф Джон Томсон (Англия) обнаружил, что стабильные элементы тоже могут иметь изотопы.

Фрэнсис Уильям Астон (Англия) обнаружил, что почти все химические элементы могут иметь изотопы.

! 1932 г., Джеймс Чедвик (Англия) открыл нейтрон:

! 1934 г., Ирен и Фредерик Жолио-Кюри (Франция) наблюдали бета⁺-распад (позитронный):

! 1947 г., Энрико Ферми (Италия) открыл исскуственные изотопы прежде стабильных элементов.

Планета Земля: 350 изотопов для 94 элементов.

Период полураспада - время, необходимое для того, чтобы распалась половина ядер атомов вещества.

Закон радиоактивного распада

Влияние радиоактивного излучения на живые организмы

Соматическое

Оказывается на организм в течение все жизни. Проявляется в форме онкологических заболеваний.

Генетическое

Сказывается на потомстве данного организма. Проявляется в виде генетического дефекта.

Онкологические заболевания вызываются нарушениями в механизме, регулирующем рост и деление клеток, что вызывает их неконтролируемое деление. Радиоактивное излучение представляет наибольшую опасность для органов кроветворения - костного мозга и лимфатических узлов.

Сутки ………………………………………………………………..8,64  10⁴

Год ……………………………………………………………………...3  10⁷

Средняя жизнь человека ……………………………………………...2  10⁹

Средний возраст египетских пирамид ……………………………...1  10¹²

Зарождение жизни на Земле ……………………………………....7,5  10¹⁶

Время появления:

первобытного человека ……………………………………….5  10¹³

млекопитающих ……………………………………………….5  10¹⁵

земноводных ………………………………………………...7,5  10¹⁵

Возраст:

человечества …………………………………………………..1  10¹⁴

Земли ………………………………………………………...1,5  10¹⁷

Вселенной ……………………………………………………..5  10¹⁷

Кривая радиоактивного распада радия

Время, годы

Количество радия, г

6400

4800

3200

1600

0

1

Приборы для регистрации ионизирующих излучений

Сцинтилляционные счетчики

Метод толстослойных фотоэмульсий

Дозиметр

Пузырьковая камера

Камера Вильсона

Электроскоп Вульфа

Датчики регистрации ионизирующих излучений

Ионизационная камера

Газоразрядные счетчики

Величины ионизирующих излучений и единицы их измерения

● Активность радиоактивного вещества А

[А] - Бк (беккерель) 1 Бк - активность радионуклида, в котором за 1 с происходит один распад ядра.

Внесистемная единица - кюри. 1 КИ = 3,7 • 10¹⁰ Бк.

● Поглощенная доза D = E / m,

= 1 Гр (грей) = 1 Дж / кг.

Внесистемная единица - рад. 1 рад = 0,01 Гр.

● Экспозиционная доза X = q / m, = 1 Кл / 1 кг.

Внесистемная единица - рентген.

1 Р = 2,58 • 10⁴ Кл / 1 кг.

● Эквивалентная доза H = D • K,

= Зв (зиверт).

Внесистемная единица - бэр. 1 бар = 0,01 Зв.

По правилам МАГАТЭ, предельная доза облучения составляет 500 миллибэр в год для населения и 5 бэр в год для людей вредных профессий (не считая фопового излучения).

Источники ионизирующих излучений и их доля в общем объеме

Источник

Относительная доля, %

Доза облучения, бэр

Естественное фоновое облучение

52

100

Рентгеновские лучи и другие источники

43

80

Урановые рудники и другие источники технического происхождения

2

4

Радиоактивные осадки после испытаний ядерного оружия

3

6

Атомные электростанции

0,14

0,3

Бытовые приборы - светящиеся циферблаты, телевизоры, компьютеры и т.д.

0,02

0,04

Проблемы сегодняшнего дня

! 1939 г., письмо А.Эйнштейна президенту США Ф.Рузвельту с предупреждением об опасности атомных исследований.

! 1945 г., атомная бомбардировка Хиросимы и Нагасаки.

! 1957 г., авария на радиохимическом заводе «Маяк» в городе Кыштыме Челябинской области.

! 1986 г., Чернобыльская авария.

! По данным Службы санэпиднадзора РФ около 40 млн. жителей проживают в неблагополучных районах. Это национальная угроза здоровью и продолжительности жизни людей. В России создано пять эколого-аналитических центров: Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Екатеринбург, Новосибирск.

! Уральский экономический регион занимает 1-е место среди других регионов Российской Федерации по количеству вредных выбросов. Наиболее неблагоприятные населенные пункты Свердловской области:

● Каменск-Уральский - Камышевская радиоактивная аномалия;

● Реж - в поселке Озерный в 1940 - 1946 гг. была обогатительная фабрика по производству тория;

● Новоуральск - Уральский электрохимический комбинат (производства топливно-энергетического цикла, где используются радиоактивные элементы);

● Заречный - Белоярская АЭС (в 1980 г. Запущен первый в мире реактор на быстрых нейтронах мощностью 600 МВт);

● Кытлым - захоронение радиоактивных отходов.

! Действует государственная программа по радиационной реабилитации Уральского региона.

! Город Краснотурьинск (Юго-Восточный и Заречный районы): средний уровень радиации (по гамма-излучению) - 9,2 мкР/ч.

Список литературы

1. Справочник по физике и технике. А.С. Енохович, 2010 г.