Hiện tương phóng xạ

Phóng xạ là tài liệu học tập hay, giúp các bạn tổng hợp kiến thức môn Vật lý 12 phần Vật lí hạt nhân một cách nhanh chính xác nhất. Mời quý thầy cô và các bạn cùng tham khảo.

A. Phóng xạ

- Quá trình biến đổi hạt nhân này được gọi là phân rã phóng xạ hoặc phân rã hạt nhân.

- Hạt nhân không biền vững, tự phân rã được gọi là hạt nhân mẹ. Hạt nhân được tạo thành, bền vững hơn được gọi là hạt nhân con.

- Quá trình phóng xạ là ngẫu nhiên. Với một hạt nhân phóng xạ cho trước, thời điểm phân rã của nó là không xác định.

B. Các dạng phóng xạ

a. Phóng xạ alpha

Tia phóng xạ α là hạt nhân ${}_2^{4}He$ phóng ra từ hạt nhân mẹ.

${}_Z^{A}X{\to }_{Z-2}^{A-4}Y{+}_2^{4}He$

Tính chất tia α

• Có tốc độ khoảng 2.10⁷ m/s.
• Ion hoá mạnh các nguyên tử trên đường đi của nó và mất nặng lượng rất nhanh + Tia α chỉ đi được tối đa khoảng 8 cm trong không khí và dễ dàng bị tờ giấy dày 1 mm chặn lại.

b. Phóng xạ beta

- Gồm 2 loại: phóng xạ β⁺ (positron (${}_1^{0}e$)) và phóng xạ β^- (electron (${}_{-1}^{0}e$))

• Tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng trong chân không.
• Ion hoá môi trường vật chất ở mức trung bình
• Tia β có thể xuyên qua tờ giấy khoảng 1 mm nhưng có thể bị chặn bởi tấm nhôm dày khoảng 1 mm.

c. Phóng xạ gamma

Một số hạt nhân con sau quá trình phóng xạ α hay β được tạo ra trong trạng thái kích thích ${}_Z^A{Y}^{\ast }$. Khi đó, xảy ra tiếp quá trình hạt nhân đó chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn ${}_Z^{A}Y$ và phát ra bức xạ điện từ γ (tia γ).

Tia gamma có bản chất là bức xạ điện từ không mang điện, có bước sóng rất ngắn cỡ nhỏ hơn 10^-11 m. Các tia γ có năng lượng cao, dễ dàng xuyên qua các vật liệu thông thường.

=

C. Định luật phóng xạ, độ phóng xạ

a. Định luật phóng xạ

- Chu kì bán rã T là khoảng thời gian mà một nửa số hạt nhân hiện có sẽ bị phân rã, biến đổi thành hạt nhân khác.

Chu kì bán rã của một số đồng vị phóng xạ

b. Độ phóng xạ

- Độ phóng xạ đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ, kí hiệu là H, có giá bằng số hạt nhân phân rã trong một giây.

- Đơn vị độ phóng xạ là becơren (được lấy theo tên nhà bác học Becquerel), kí hiệu là Bq.

1 Bq = 1 phân rã/1 giây.

- Hằng số phóng xạ $\lambda =\frac{ln2}{T}$, đặc trưng cho chất phóng xạ đang xét. T là chu kì bán rã đơn vị giây (s), đơn vị của λ là s^-1.

D. Ảnh hưởng của tia phóng xạ

- Các tia phóng xạ có thể gây tác động mạnh tới tế bào của con người cũng như sinh vật. Vì vậy khi bị phơi nhiễm tia phóng xạ với liều lượng lớn trong một thời gian dài, có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cũng như di truyền.

Trong một số trường hợp, với nguồn phóng xạ mạnh dù chỉ tiếp xúc thời gian ngắn nhưng cảm giác bỏng rát xuất hiện ngay, còn gọi là bỏng phóng xạ. sau đó nạn nhân xuất hiện các triệu chứng buồn nôn, nôn mửa, suy nhược thần kinh, … Các triệu chứng này còn gọi là nhiễm độc phóng xạ, ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe, gây đột biến trong di truyền, ung thư, …

- Ảnh hưởng của tia phóng xạ lên cơ thể người phụ thuộc vào cường độ, khả năng ion hóa, khả năng đâm xuyên, thời gian chiếu, ... của tia phóng xạ.

• Với tia phóng xạ α: Khả năng đâm xuyên của tia α kém nên khi nguồn phóng xạ ở bên ngoài cơ thể thì nó không gây ra hậu quả đáng kể. Tuy nhiên, do khả năng ion hóa mạnh nên nếu nguồn phóng xạ α xâm nhập vào cơ thể thì sẽ gây ra hậu quả rất nghiêm trọng.
• Với tia phóng xạ β: Khả năng ion hóa và khả năng đâm xuyên ở mức trung bình, khi nguồn phóng xạ β ở trong hay ở ngoài cơ thể đều có thể gây ra các hậu quả đáng kể.
• Với tia phóng xạ γ: Khả năng ion hóa kém hơn tia α nhưng khả năng đâm xuyên mạnh, khi nguồn phóng xạ ở trong hay ở ngoài cơ thể đều có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng nếu cơ thể phơi nhiễm tia γ có cường độ lớn trong thời gian dài.