2. Stavba atomu copy

Radioaktivita

• Proces, při kterém se nestabilní atomová jádra samovolně rozpadají na stabilnější jádra jiného prvku

• Během tohoto procesu se uvolňuje radioaktivní záření – uvolněné částice

• Henri Becquerel

  • Objevil radioaktivitu

• Marie Curie-Sklodowska

  • Objevila přirozenou radioaktivitu (radium a polonium)

PŘIROZENÁ RADIOAKTIVITA

• V přírodě se nachází cca 50 přirozených radionuklidů (nuklid s nestabilním jádrem)

• Přirozenou radioaktivitu děláme na:

  1. Záření α

     • Proud kladně nabitých jader helia

     • Malý dosah

     • 2000 km/s

     • Zastaví papír

  2. Záření β (100x pronikavější)

     • Proud elektronů nebo pozitronů (antičástice elektronu)

     • 280 000 km/s

     • Zastaví hliník

  3. Záření γ (nejpronikavější, vysoká energie)

     • Proud fotonů

     • 300 000 km/s

     • Zastaví beton

DRUHY RADIOAKTIVNÍCH ROZPADŮ

• Poločas rozpadu (T1/2) = doba, za kterou se rozpadne polovina jader nuklidu

1. Rozpad α

   • Nastává u jader těžkých prvků

   • Vymrštění částice 24He

   • Nově vzniklý prvek bude o 2 místa vlevo

   • $_{Z}^{A}X \rightarrow_{Z - 2}^{A - 4}{Y + \ _{2}^{4}\text{He}}$

   • $Př.:_{88}^{226}\text{Ra} \rightarrow_{86}^{222}{\text{Rn} + \ _{2}^{4}\text{He}}$

2. Rozpad β-

   • Nastává u jader, kde je více neutronů než protonů

   • Neutron se rozpadne na proton a vyzáří elektron a antineutrino

   • $_{Z}^{A}X \rightarrow_{Z + 1}^{A}{Y + e^{-} + {\overline{v}}_{e}\ }$

   • Př.: $_{91}^{234}\text{Pa} \rightarrow_{92}^{234}{U + \ e^{-} + \ {\overline{v}}_{e}}$

3. Rozpad β+

   • Nastává u jader, kde je více protonů než neutronů

   • Proton se rozpadne na neutron a vyzáří pozitron a neutrino

   • $_{Z}^{A}X \rightarrow_{Z - 1}^{A}{Y + e^{+} +}$

   • Př.: $_{15}^{30}P \rightarrow_{14}^{30}{\text{Si} + e^{+} + \ }$ve

4. Elektronový záchyt

   • Nastává u jader těžkých prvků

   • Proton z jádra zachytí elektron z obalu → vznik neutronu

   • $_{Z}^{A}X \rightarrow_{Z - 1}^{A}Y$

     Elektronová konfigurace

• Na [Ne] 3s1

• Na+1 [He] 2s2 2p6 TOHLE JE ŠPATNĚ: Na+1 [Ne]

• Tl [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p1

Jaderné reakce a jejich využití

• dochází k přeměně atomových jader působením jiného jádra nebo částice

1. Štěpné reakce

   • dochází k rozpadu těžšího jádra na dvě lehčí

   • využívá se v reaktorech

2. Jaderná fúze (termonukleární fúze – za vysokých teplot)

   • dochází k syntéze lehčích prvků v jádra těžších prvků

   • tvorba prvků v hvězdách

Jaderné reaktory

• jaderné reaktory: zařízení využívající energie uvolněné při řízených štěpných reakcích

• průběh:

1. na atomové jádro 235U dopadá neutron a štěpí jádro na dvě jádra 141Ba + 92Kr, přičemž se uvolní energie a 2-3 další neutrony, které mohou vyvolat další štěpení.

2. Dojde k řetězové reakci.

• Štěpnou reakci vyvolávají pouze tzv. štěpné neutrony, které se pohybují dostatečně pomalu

  • pohybuje-li se neutron příliš rychle, je jádrem uranu pohlcen a jádro se neštěpí

• moderátor: látka, která neutrony zpomalí

  • např. grafit / těžká voda (D2O)