1. Hiện tượng phúng xạ
* Phúng xạ là hiện tượng hạt nhõn nguyờn tử tựđộng phúng ra những bức xạ và biến đổi thành hạt nhõn khỏc
* Những bức xạđú gọi là tia phúng xạ, tia phúng xạ khụng nhỡn thấy được nhưng cú thể phỏt hiện ra chỳng do cú khả năng làm đen kớnh ảnh, ion húa cỏc chất, bị lệch trong điện trường và từ trường…
. Đặc điểm của hiện tượng phúng xạ:
* Hiện tượng phúng xạ hoàn toàn do cỏc nguyờn nhõn bờn trong hạt nhõn gõy ra, hoàn toàn khụng phụ thuộc vào tỏc động bờn ngoài.
* Dự nguyờn tử phúng xạ cú nằm trong cỏc hợp chất khỏc nhau, dự chất phúng xạ chịu ỏp suất hay nhiệt độ khỏc nhau… thỡ mọi tỏc động đú đều khụng gõy ảnh hưởng đến quỏ trỡnh phúng xạ của hạt nhõn nguyờn tử. 2. Cỏc dạng phúng xạ: a.Phúng xạαααα: - Hạt nhõn mẹ X phõn ró tạo thành hạt nhõn con Y, đồng thời phỏt ra tia phúng xạα He Y X AZ A Z 4 2 4 2 + → − − + Tia α là chựm hạt nhõn hờli 4 2He chuyển động với tốc độ vào cỡ 2.107 m/s, Bị lệch về bản õm của tụđiện .Vận tốc chựm tia : cỡ 2.107 m/s Cú khả năng ion húa mụi trường rất mạnh năng lượng giảm nhanh
chỉđi được tối đa 8 cm trong khụng khớ, cú khả năng đõm xuyờn nhưng yếu.khụng xuyờn qua được tờ bỡa dày
b. Phúng xạββββ
Phúng xạββββ-
- Phúng xạβ- là quỏ trỡnh phỏt ra tia β-. Tia β- là dũng cỏc ờlectron. - Dạng tổng quỏt của quỏ trỡnh phúng xạβ-: ZAX Z AY 0v~ 0 1 + → β− + - Tia β- chuyển động với vận tốc gần bằng vận tốc ỏnh sỏng
- Cú khả năng làm iụn húa chất khớ yếu hơn tia α, nờn cú khả năng đõm xuyờn mạnh hơn, đi được khoảng vài một và cú thể xuyờn qua tấm nhụm vài mm
Phúng xạββββ+
- Phúng xạβ+ là quỏ trỡnh phỏt ra tia β+. Tia β+ là dũng cỏc pụzitron (01e). - Dạng tổng quỏt của quỏ trỡnh phúng xạβ+ : ZAX →β+ Z+A1Y+ 00v
- Tia β+ chuyển động với vận tốc gần bằng vận tốc ỏnh sỏng - Hạt β+ mang điện tớch +1e, lựi về sau 1 so với hạt nhõn mẹ
c.Phúng xạ γ
- Cỏc hạt nhõn con được tạo thành trong quỏ trỡnh phúng xạở trạng thỏi kớch thớch nhưng khụng làm thay đổi cấu tạo hạt nhõn
+ Tia gamma γ: cú bản chất là súng điện từ cú bước súng rất ngắn (dưới 10-11m) khụng nhỡn thấy được. Đõy là chựm phụtụn năng lượng cao, cú khả năng làm đen kớnh ảnh, làm iụn húa chất khớ,cú khả năng đõm xuyờn rất mạnh, và rất nguy hiểm cho con người. Tia γ khụng bị lệch trong điện trường và từ trường.
3. Định luật phúng xạ
* Mỗi chất phúng xạđược đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kỳ bỏn ró. Cứ sau mỗi chu kỡ thỡ 1/2 số nguyờn tử của chất ấy đó biến đổi thành chất khỏc.
* Gọi N0, m0: là số nguyờn tử và khối lượng ban đầu của khối lượng phúng xạ. Gọi N, m: là số nguyờn tử và khối lượng ở thời điểm t. Ta cú: N = NO. . 2 t t T e−λ = − hoặc m = mo. . 2 t t T e−λ = − T: là chu kỳ bỏn ró , λlà hằng số phúng xạ với λ= ln 2 0, 693 T = T
92
. Quy tỏc dịch chuyển phúng xạ
Áp dụng cỏc định luật bảo toàn số nuclon và bảo toàn điện tớch và quỏ trỡnh phúng xạ ta thu được cỏc quy tắc dịch chuyển sau:
+.Phúng xạ : anpha
So với hạt nhõn mẹ, hạt nhõn con ở vị trớ lựi 2 ụ trong bảng tuần hoàn và cú số khối nhỏ hơn 4 đơn vị.
+. Phúng xạβ-
* So với hạt nhõn mẹ, hạt nhõn con ở vị trớ tiến 1 ụ và cú cựng số khối.
* Thực chất của phúng xạ là trong hạt nhõn 1 nơtron (n) biến thành 1 prụton (p) cộng với 1 electron (e-) và phản nơtrio : n → p + e + v
(Nơtrino là hạt nhõn khụng mang điện, số khối A = 0, chuyển động với vận tốc ỏnh sỏng)
+. Phúng xạ : β+
* So với hạt nhõn mẹ, hạt nhõn con ở vị trớ lựi 1 ụ và cú cựng số khối.
* Thực chất của sự phúng xạ là sự biến đổi của prụton (p) thành neutron (n) cộng với 1 prsitron (e) và 1 nơtrino. : p → n + e + + v
+. Phúng xạ: γ
* Phúng xạ photon cú năng lượng: hf = E2 - E1 (E2 > E1)
* Photon cú A = 0, Z = 0 nờn khi phúng xạ khụng cú biến đổi hạt nhõn của nguyờn tố này thành hạt nhõn của nguyờn tố kia mà chỉ cú giảm năng lượng của hạt nhõn đú một lượng bằng hf.
4. Đồng vị phúng xạ nhõn tạo
- Đồng vị: là cỏc nguyờn tử mà hạt nhõn cú cựng số prụtụn Z nhưng khỏc số nơtrụn N nờn khỏc số khối A, chỳng ở cựng một vị trớ trong bảng hệ thống tuần hoàn.
- Đồng vị bền: là đồng vị mà hạt nhõn của nú khụng cú một biến đổi tự phỏt nào trong suốt quỏ trỡnh tồn tại. - Đồng vị phúng xạ: là đồng vị mà hạt nhõn của nú cú thể phỏt ra những tia phúng xạ và biến đổi thành hạt nhõn của nguyờn tố khỏc. - Đồng vị phúng xạ nhõn tạo: là đồng vị phúng xạ do con người tạo ra - Ứng dụng của đồng vị phúng xạ. + Đồng vị 32
15P phúng xạ tia β- dựng làm nguyờn tố phúng xạđỏnh dấu trong nụng nghiệp. + Đồng vị cacbon 14
6C phúng xạ tia β- cú chu kỳ bỏn ró 5730 năm được dựng đểđịnh tuổi cỏc vật cổ, bằng cỏch đo độ phúng xạ của mẫu vật cổ và mẫu vật hiện nay (cựng chất cựng khối lượng) rồi dựng định luật phúng xạ suy ra tuổi.
II. Phản ứng hạt nhõn
1. Định nghĩa phản ứng hạt nhõn
* Phản ứng hạt nhõn là tương tỏc giữa hai hạt nhõn dẫn đến sự biến đổi của chỳng thành cỏc hạt khỏc theo sơđồ:
A + B → C + D
Trong đú: A và B là hai hạt nhõn tương tỏc với nhau. C và D là hai hạt nhõn mới được tạo thành
Lưu ý: Sự phúng xạ là trường hợp riờng của phản ứng hạt nhõn đú là quỏ trỡnh biến đổi hạt nhõn nguyờn tử này thành hạt nhõn nguyờn tử khỏc.
+. Phản ứng hạt nhõn tự phỏt
- Là quỏ trỡnh tự phõn ró của một hạt nhõn khụng bền vững thành cỏc hạt nhõn khỏc.
+. Phản ứng hạt nhõn kớch thớch
- Quỏ trỡnh cỏc hạt nhõn tương tỏc với nhau tạo ra cỏc hạt nhõn khỏc.
- Đặc tớnh của phản ứng hạt nhõn: + Biến đổi cỏc hạt nhõn.