VAK: FISIKA

KLAS: SS 2

DATUM:

KWARTAAL: 2de KWARTAAL

WEEK 5

ONDERWERP: Radioaktiwiteit

Inhoud

Emissie van alfa- en beta-deeltjies en gamma-strale.

Eienskappe en vreedsame gebruike van radioaktiwiteit, radio-aktiewe gevare en veiligheidsmaatreëls. Bindende energie.

Radioaktiwiteit is die spontane verval of disintegrasie van die kern van die atoom van 'n element waartydens dit α-, β- of γ-strale of 'n kombinasie van enige of al die drie en energie (of hitte) uitstraal.

As 'n klein monster radium aan die onderkant van 'n klein gaatjie geplaas word wat in 'n blok lood geboor word. Die straling wat deur hierdie radium uitgestraal is, het in 'n smal straal uit die gat te voorskyn gekom. as die strale aan 'n sterk magneetveld onderwerp is wat aan die kant van 'n straal geplaas is. 'n Fotografiese plaat wat aan die toepaslike kante geleë is om die strale te ontvang, het getoon dat die paaie van sommige strale na regs gebuig is, sommige na links en sommige reguit aan, ongebuig.

Elektries gelaaide plate wat aan die kant van die balk geplaas is, het dieselfde effek gegee. Die bestraling wat na die negatiewe elektriese plaat of die suidpool van die magnetiese veld gebuig is, word die Alfa-deeltjies (α –deeltjies) genoem.

Die straling wat na die positiewe elektriese plaat of die noordpool van die magnetiese veld afgebuig word, word Beta-deeltjies (β – deeltjies ) genoem. Die straling wat nie deur die elektriese of magnetiese veld beïnvloed is nie, word gammastrale (γ ) genoem. Hulle is eintlik elektromagnetiese stralings.

Bestraling	Alfa-deeltjies	Beta deeltjies	Gamma - strale
Aard	Helium kerne 4 2 He	Hoë energie elektrone	Elektromagnetiese golf van kort golflengte
Snelheid	5 – 7% spoed van lig	Reis teen ongeveer. spoed van lig	Reis teen spoed van lig
Effekte van magnetiese veld	Effens afgebuig in 'n magnetiese veld (+ve)	Sterk afgebuig in 'n magnetiese veld (-ve)	Geen effekte nie
Ioniserende magnetiese veld	Groot, veroorsaak swaar ionisasie	Medium	Klein
Indringende krag	Min deurdringende krag bv. dun vel	Goeie deurdringingskrag bv aluminium	Hoë penetrasiekrag bv. leidrade

Radioaktiewe verval; Halfleeftyd, Decay Constant

Radioaktiwiteit is 'n spontane proses. Dit gaan voort onafhanklik van eksterne beheer, dit word nie beïnvloed deur temperatuur, of druk of deur chemiese behandeling nie. Dit is 'n lukrake proses aangesien niemand kan voorspel watter atoom op 'n gegewe tydstip sal disintegreer nie.

Die halfleeftyd van 'n radio-aktiewe element is die tyd wat dit neem vir die helfte van die atome wat aanvanklik in die element teenwoordig was om te verval. Daar word gevind dat die tempo van verval van radioaktiewe elemente eweredig is aan die aantal atome van die materiaal teenwoordig. As daar N atome van 'n radioaktiewe element op 'n slag teenwoordig is, ti, dan is die waarskynlike aantal disintegrasie per eenheid tyd of aktiwiteit.

N α - dN

Die minus teken ontstaan uit die feit dat N met tyd afneem

dN = -λN

λ is 'n konstante van proporsionaliteit wat die vervalkonstante genoem word.

:. λ = - 1 dN

N dt

Daarom word vervalkonstante gedefinieer as die oombliklike tempo van verval per eenheid atoom van 'n stof

Λ = Aantal atome wat per sekonde disintegreer

Np pf atome in die bron op daardie tydstip

Deur integrasie

N =Noe -λt

Nee = Aantal atome teenwoordig op tydstip t = o

N = Aantal atome teenwoordig op tydstip t

T= = 0,693

Voorbeeld

'n Sekere radioaktiewe element het 'n halfleeftyd van 10 jaar.

hoe lank dit sal neem om 7/8 van sy oorspronklike atome te verloor.
Hoe lank sal dit neem totdat slegs ¼ van die atome wat oorspronklik teenwoordig was, onveranderd bly.

As 7/8 van sy atome verlore gegaan het, bly 1/8 oor

Halfleeftyd = 10 jaar

N/4 bly oor na 20 jaar

N/8 bly oor na 30 jaar:. dit neem 30 jaar om 7/8 van sy atome te verloor

N/2 bly onveranderd na 10 jaar

N/4 bly onveranderd na 20 jaar

Ans = 20 jaar

Transformasie van elemente

Daar is twee tipes radioaktiwiteit aard en kunsmatige radioaktiwiteit. Natuurlike radioaktiwiteit is die spontane disintegrasie van die kern van 'n atoom waartydens α-deeltjies, β-deeltjies of γ-strale en hitte (of energie) vrygestel word. Wanneer 'n radioaktiewe element radioaktiewe verval ondergaan, kan dit óf α , B, of γ strale uitstraal. Dit verander die atoomgetal van die element, omdat 'n nuwe element gevorm word.

226 88 α 4 2 He + 222 88 Rn + energie

222 88 2 B 2 -1e + 222 88 Ra + energie\

238 2α, 2β 2 ( 4He) 2-1 o e + 230 ste van energie

92 90

234 β

90 -ie = 234 91 Pa + energie

Oor die algemeen verteenwoordig ons alfa (α) verval deur

A 42 He+ A -4 y + energie

Z Z -2

En B verval deur

Z -1e + A y

(2+1)

KUNSMATIGE RADIOAKTIWITEIT

As die radioaktiwiteit in 'n element geïnduseer word deur bestraling met neutrone, staan die proses bekend as kunsmatige radioaktiwiteit. Met bestraling beteken dit blootstelling aan bestraling hetsy per ongeluk of met opset.

4 He + 14N 18 F 17 O + 1 H + energie

2 7 9 8 1

in kunsmatige radioaktiwiteit word 'n gewone materiaal radioaktief gemaak deur dit met radioaktiewe deeltjies te bombardeer.

4Hy + 27 Al 30P 1 n 30Si + ie + energie.

I n + 6 3 Li 3H + 4 2 He + energie

I n + 24Mg 24 11 Na + 1 P + energie

4He + 9Be 12C + 1 n + energie

1 n + 59 27 Co 60 27 Co + energie

Isotope kan ook kunsmatig gemaak word deur neutrone, of protone of deuterone by elemente te bombardeer, bv.

34S + 1 n 35 10 S + energie

79Br + 1 n 35 10 Br + energie

sulke kunsmatig vervaardigde isotoop is onstabiel en verval met die vrystelling van α – deeltjies, β –deeltjies en γ – strale. Hulle word radio-isotope genoem.

Leesopdrag

Nuwe Skool Fisika bl 468-471

NAWEEKOPDRAG

1.Die verskynsel van radioaktiwiteit is die eerste keer ontdek deur

(A) Marie Curie (B) JJ Thompson (C) Henri Becquerel (D) Nent Bohr (E) Enrico Fermi

Wat is Beta-deeltjies

(A) protone (B) Neutrone (C) Elektrone (D) Heliumkerne

Alfa-deeltjies is

(A) nie gelaai nie (B) hoogs penetrerende (C ) Heliumkerne (D) elektromagnetiese straling

'n Stof het 'n halfleeftyd 30 minute na 6 ins die teltempo is waargeneem as 400. Wat was sy teltempo op nul tyd

(A) 200 (B) 1200 (C) 1600 (D) 2400

Die aantal neutrone in die kern van 238 92 U is

(A) 92 (B) 146 (C) 238 (D) 330.

Teorie

1a. Definieer radioaktiwiteit; halfleeftyd en verval konstant.

Skryf die verband tussen halfleeftyd en vervalkonstante neer
In 180 minute daal die aktiwiteit van 'n sekere radioaktiewe stof tot een – agt daarvan

oorspronklike waarde.. Bereken sy halfleeftyd.

Die halfleeftyd van 'n radioaktiewe jodium word gemeet as 8,0 dae. 'n Oplossing wat

1.5mg van hierdie jodium op 'n sekere dag. Skryf die massa jodium wat oorbly op 'n tabel neer

na 8, 16, 24, 32 dae. Stip 'n grafiek van massa teen tyd en lei daaruit die massa van

jodium wat aan die einde van 30 dae sou oorbly.

Lesnotas volgens weke en kwartaal - Senior Seconder 2