TÌM HIỂU HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ

tủ sách online
tủ sách online(13431 tài liệu)
(279 người theo dõi)
Lượt xem 36
0
Tải xuống 15,000₫
(Lịch sử tải xuống)
Số trang: 59 | Loại file: PDF
0

Gửi bình luận

Bình luận

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 05/11/2013, 14:12

Mô tả: TÌM HIỂU HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ MỤC LỤC Lời cảm ơn .1 Mục lục .2 Phần mở đầu 6 Phần nội dung 8 THỰC TRẠNG NHỮNG VẤN ĐỀ XUNG QUANH NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1. Trên thế giới: .8 2. Ở Việt Nam: .8 3. Trường Đại học Cần Thơ: 9 Chương 1: LỊCH SỬ PHÁT HIỆN VÀ BẢN CHẤT HIỆN TƯNG PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN 1.1. Phát hiện hiện tượng phóng xạ tự nhiên: 10 1.2. Giải thích bản chất hiện tượng phóng xạ theo quá trình lòch sử: . 10 1.2.1. Các tia phóng xạ: 10 1.2.2. Bản chất của các tia phóng xạ: .11 1.2.2.1. Các tia α: 11 1.2.2.2. Các tia β: .11 1.2.2.3. Các tia γ: .11 TÓM TẮT CHƯƠNG 1: 12 Chương 2: CÁC ĐẠI LƯNG ĐẶC TRƯNG TRONG HIỆN TƯNG PHÓNG XẠ CÁC ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ 2.1. Các đại lượng đặc trưng: .12 2.1.1. Hoạt độ: . 12 2.1.2. Chu kỳ bán rã T 1/ 2 (hay T): 12 2.1.3. Hằng số phóng xạ: 13 2.1.4. Đời sống trung bình τ: 13 2.2. Các đònh luật dành cho hoạt độ phóng xạ: 13 2.2.1. Thiết lập phương trình cơ bản: . 13 2.2.2. Xác đònh chu kỳ bán rã T và hằng số phóng xạ: . 14 2.2.3. Mối quan hệ giữa thời gian sống trung bình τ và hằng số phân rã λ : 15 2.2.4. Viết đònh luật cơ bản theo thời gian sống trung bình τ: 15 2.2.5. Đònh luật cơ bản của phân rã phóng xạ trong trường hợp tổng quát ( trường hợp phân rã phóng xạ chuỗi ): 15 2.2.6. Đơn vò đo độ phóng xạ (đơn vò đo hoạt độ phóng xạ): . 16 2.2.6.1. Đơn vò Curi: 16 2.2.6.2. Đơn vò Becquerel: 16 2.3. Các đònh luật chi phối hiện tượng phóng xạ: .16 2.3.1. Đònh luật bảo toàn điện tích: 16 2.3.2. Đònh luật bảo toàn số khối: 17 2.3.3. Đònh luật bảo toàn năng lượng: . 17 2.3.4. Đònh luật bảo toàn xung lượng: . 17 2.3.5. Đònh luật bảo toàn spin: . 17 2.3.6. Đònh luật bảo toàn tính chẵn lẻ: 17 2.4. Các trạng thái cân bằng phóng xạ: 17 TÓM TẮT CHƯƠNG 2: 19 Chương 3: TÌM HIỂU CÁC TIA PHÓNG XẠ VÀ CÁC HIỆN TƯNG PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN 3.1. Quy tắc dòch chuyển: 20 3.1.1. Phân rã α : 20 3.1.2. Phân rã β : 21 3.1.2.1. Phân rã β - : .21 3.1.2.2. Phân rã β + : 21 3.1.3. Phóng xạ γ : 21 3.2. Phân rã α: .21 3.2.1. Tầm bay của hạt α: . 22 3.2.2. Động năng của hạt : . 22 3.2.2.1. Động năng của hạt: .22 3.2.2.2. Động năng giật lùi của hạt nhân: .23 3.2.3. Đònh luật Geiger - Nuttal: . 23 3.2.4. Lý thuyết phân rã α - Hiệu ứng đường ngầm: 24 3.3. Phân rã β: 25 3.3.1. Phổ β : . 25 3.3.2. Nơtrino: . 25 3.3.3. Kiểu phân rã β thứ ba (sự bắt K): . 26 3.3.4. Các loại phân rã β: . 26 3.3.4.1. Phân rã β - : 26 3.3.4.2. Phân rã β + : .27 3.3.4.3. Hiện tượng bắt K: .27 3.4. Phóng xạ γ: 27 3.4.1. Phóng xạ γ: . 27 3.4.2. Quá trình biến đổi nội: . 28 3.4.3. Sự hấp thụ cộng hưởng: . 28 3.4.4. Mức năng lượng hạt nhân: . 29 3.5. Họ phóng xạ: .30 3.5.1. Họ Urani: 30 3.5.2. Họ Actino - Urani: 30 3.5.3. Họ Thori: . 30 3.5.4. Kết luận: 30 3.5.5. Họ Neptuni: . 31 TÓM TẮT CHƯƠNG 3: 32 Chương 4: CÁC PHƯƠNG TIỆN ĐÓN BẮT – ĐO – ĐẾM – PHÓNG XẠ 4.1. Buồng iôn hóa: 35 4.2. Ống đếm tỉ lệ: .35 4.3. Ống đếm Geiger – Nucler: 36 4.4. Buồng sương Wilson: 37 4.5. Buồng bọt: .37 TÓM TẮT CHƯƠNG 4: 38 Chương 5: SẢN XUẤT CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ NHẬN TẠO 5.1. Các đồng vò từ lò phản ứng: 40 5.2. Các đồng vò từ máy gia tốc: .41 5.3. Các đồng vò phóng xạ từ phân hạch: 41 TÓM TẮT CHƯƠNG 5: .42 Chương 6: CÁC ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG PHÓNG XẠ ỨNG DỤNG VÀ TÁC HẠI CỦA TIA PHÓNG XẠ 6.1. Đơn vò đo lường phóng xạ: .42 6.1.1. Rơnghen: . 43 6.1.2. Radi: 43 6.1.3. Rem: . 43 6.1.4. Phân biệt giữa đơn vò liều lượng phóng xạ với đơn vò hoạt động phóng xạ: . 43 6.2. Ứng dụng hiện tượng phóng xạ vào đời sống: .44 6.2.1. Trong y học: 44 6.2.1.1. Chuẩn bệnh về tuyến giáp trạng dựa trên sự hấp thụ iốt của tuyến giáp: 44 6.2.1.2. Đo thể tích máu tuần hoàn: .44 6.2.2. Trong kỹ thuật: 44 6.2.2.1. Nghiên cứu sự hư mòn: .44 6.2.2.2. Đo bề dày: 45 6.2.2.3. Phân tích vi lượng bằng phương pháp kích hoạt: .45 6.3. Tác hại của tia phóng xạ: 45 6.3.1. Tác hại của tia phóng xạ vào tế bào sống: 45 6.3.2. Tác hại của bom nguyên tử: . 46 6.3.3. Các tiêu chuẩn bảo vệ khỏi bức xạ: 47 6.3.4. Áo giáp chống phóng xạ: . 48 TÓM TẮT CHƯƠNG 6: 50 Chương 7: PHÂN RÃ β THEO QUAN ĐIỂM HIỆN ĐẠI 7.1. Các hạt quark: . 51 7.2. Cấu tạo các hạt hadron theo quark: 52 7.2.1. Cấu tạo của prôton theo quark: 52 7.2.2. Cấu tạo của nơtron theo quark: 52 7.3. Phân rã β theo quan điểm chuyển đổi các quark: 52 7.3.1. Phân rã β - : . 52 7.3.2. Phân rã β + : . 52 7.4. Các loại tương tác: .53 7.5. Tương tác yếu - Hạt mêzon vectơ trung gian W + , W - và Z 0 : 53 7.6. Sự không bảo toàn tính chẵn lẻ trong tương tác yếu: 54 TÓM TẮT CHƯƠNG 7: .54 Phụ lục 55 Kết luận 57 Tài liệu tham khảo: 58 Lûn vàn täút nghiãûp Trang 6 Sinh viãn thỉûc hiãûn: Nguùn Nháût Trỉåìng Phần MỞ ĐẦU 1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Vật lý hạt nhân ngày nay liên thông với rất nhiều ngành khoa học khác như: hoá học, sinh học, đòa chất học, cổ sinh vật học, môi trường . Xã hội ngày càng phát triển thì những ứng dụng của ngành Vật lý hạt nhân nói chung và hiện tượng phóng xạ nói riêng ngày càng nhiều, nhằm phục vụ cho nhu cầu về đời sống con người. Hiện nay trên thế giới cũng như ở nước ta, hiện tượng phóng xạ được ứng dụng khá rộng rãi nhất là trong thời gian gần đây, nước ta đã có nhiều cơ sở nghiên cứu, sản xuất các đồng vò phóng xạ. Đặc biệt trong ngành y học có rất nhiều máy móc, thiết bò đã được nghiên cứu và nhập về để chữa và chuẩn đoán bệnh một cách có hiệu quả. Vì vậy hiện tượng phóng xạ đã trở thành cánh tay đắc lực và là phương tiện không thể thiếu trong ngành y học. Đây là kết quả to lớn mà viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt đã đạt được từ khi mới thành lập cho đến nay. Với những ứng dụng tuyệt vời của hiện tượng phóng xạ tự nhiên như vậy thì công việc nghiên cứu lý thuyết và những ứng dụng của hiện tượng này là không thể thiếu. Trong quá trình học tập trong môi trường sư phạm, sinh viên lớp Lý và Lý - Tin đã được trang bò kiến thức về hiện tượng phóng xạ nhưng những hiểu biết về vấn đề này còn hạn hẹp. Do đó tìm hiểu về hiện tượng phóng xạ tự nhiên sinh viên sẽ được hiểu sâu hơn về hiện tượng này. Mặt khác, cũng để cho sinh viên nắm được sự thống nhất giữa Vật lý hạt nhân và Vật lý hạt cơ bản. Nhằm trang bò cho sinh viên kiến thức về phần Vật lý hạt nhân để phục vụ cho công tác giảng dạy sau này ở trường phổ thông thì việc tìm hiểu về hiện tượng phóng xạ là không thể thiếu. Mặt khác sinh viên nắm vững được phần Vật lý hạt nhân để chuẩn bò kiến thức cho chuyên ngành Vật lý hạt nhân ở bậc cao học. Căn cứ vào những thuận lợi đó, em đã chọn hướng nghiên cứu đề tài “Tìm hiểu hiện tượng phóng xạ”. Tuy nhiên do thời gian còn hạn hẹp nên đề tài chỉ trình bày hạn chế trong 7 chương. Chương 1: Lòch sử phát hiện và bản chất hiện tượng phóng xạ tự nhiên. Chương 2: Các đại lượng đặc trưng trong hiện tượng phóng xạ. Các đònh luật phóng xạ. Chương 3: Tìm hiểu các tia phóng xạ α, β, γ. Chương 4: Các phương tiện đón bắt, đo, đếm phóng xạ. Chương 5: Sản xuất các đồng vò phóng xạ nhân tạo. Chương 6: Các đơn vò đo lường phóng xạ. Ứng dụng và tác hại của tia phóng xạ. Chương 7: Phân rã β theo quan điểm hiện đại. Lûn vàn täút nghiãûp Trang 7 Sinh viãn thỉûc hiãûn: Nguùn Nháût Trỉåìng 2. CÁC GIẢ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI: v Tìm hiểu bản chất của hiện tượng phóng xạ α, β, γ. v Nghiên cứu một vài dụng cụ, phương tiện đón, bắt, đo, đếm phóng xạ. v Việc sản xuất các đồng vò phóng xạ nhân tạo, ứng dụng hiện tượng phóng xạ phục vụ cho đời sống con người và những tác hại của nó. v Nghiên cứu phân rã β theo quan điểm hiện đại. 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Nghiên cứu lý thuyết. 4. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI: 1. Nhận đề tài. 2. Nghiên cứu lý thuyết về hiện tượng phóng xạ. 3. Viết báo cáo. 4. Bảo vệ luận văn. Lûn vàn täút nghiãûp Trang 8 Sinh viãn thỉûc hiãûn: Nguùn Nháût Trỉåìng Phần NÔI DUNG THỰC TRẠNG NHỮNG VẤN ĐỀ XUNG QUANH NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1. Trên thế giới: Năm 1896 Henri Becquerel phát hiện hiện tượng phóng xạ đầu tiên. Đến năm 1897 vợ chồng Pierre Curie và Marie Curie tìm thấy hai nguyên tố phóng xạ là Pôlôni (Po) và Radi (Ra). Như vậy đến đây các nhà khoa học đã biết đến ba nguyên tố có tính phóng xạ là: Uran, Pôlôni, Radi. Ngày nay các nhà khoa học đã thu được một lượng dữ liệu khổng lồ về các nguyên tố phóng xạ. Khi nghiên cứu về hiện tượng phóng xạ, các nhà bác học quan tâm đến việc tạo ra các “đồng vò phóng xạ”. Năm 1934, phóng xạ nhân tạo do hai nhà bác học người Pháp là Irene và P. Joliot Curie phát hiện. Một trong những dụng cụ hỗ trợ cho việc sản xuất các đồng vò phóng xạ là máy gia tốc. Ngày nay máy gia tốc được các hạt có năng lượng đạt cở 70 GeV có chu vi 27 km đạt tại Thụy Só. Khi các máy gia tốc được các hạt có năng lượng cao xuất hiện, các nhà bác học đã đi sâu vào nghiên cứu bản chất các hiện tượng phóng xạ tự nhiên, và ngày nay người ta đã biết rằng hiện tượng phóng xạ là sự tự phân rã của hạt nhân hay sự chuyển đổi của các quark. Theo chiều hướng tiến triển, hiện nay người ta cố gắng tạo ra một thang năng lượng cực kỳ cao, nhằm nghiên cứu một lý thuyết gọi là lý thuyết "siêu thống nhất" thống nhất 4 loại tương tác (tương tác hấp dẫn, điện từ, mạnh, yếu). Hiện nay Vật lý nguyên tử hạt nhân nói chung và hiện tượng phóng xạ nói riêng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học: hóa học, sinh học . phục vụ con người (chuẩn bệnh, bảo vệ thực phẩm, diệt khuẩn .). Ngoài ra nó còn được nhiều nước ứng dụng trong các cuộc chiến tranh (bom nguyên tử .). 2. Ở Việt Nam: Nước ta đã có 4.000 năm lòch sử nhưng về khoa học, chúng ta đi sau các nước tiên tiến cả trăm năm. Tuy nhiên chúng ta không phải lập lại quá trình phát triển, chúng ta chỉ sử dụng các thành tựu. Tuy nhiên chúng ta cũng cần có thời gian để trang bò máy móc, trang thiết bò và các nhà khoa học có trình độ. Việc nghiên cứu và đào tạo cán bộ vật lý hạt nhân cơ bản được tiến hành ở những trung tâm: Viện vật lý (Hà Nội), trung tâm kỹ thuật hạt nhân (TP. Hồ Chí Minh), Viện vật lý hạt nhân (Hà Nội- Đà Lạt), các trường đại học quốc gia (Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh), trường đại học bách khoa Hà Nội, trường đại học Đà Lạt và nhiều Lûn vàn täút nghiãûp Trang 9 Sinh viãn thỉûc hiãûn: Nguùn Nháût Trỉåìng cơ sở khác. Nội dung nghiên cứu: nghiên cứu cơ bản và ứng dụng phục vụ thực tế sản xuất và đời sống. Các thiết bò máy móc phục vụ cho nghiên cứu của ta chưa nhiều. Vào tháng 11 năm 1983, lò phản ứng hạt nhân đầu tiên ở nước ta (đặt tại Đà Lạt) được đưa vào hoạt động. Mục tiêu của lò là nghiên cứu cơ bản và sản xuất các đồng vò phóng xạ phục vụ nhu cầu thực tế của nước ta. Còn máy gia tốc và nhà máy điện nguyên tử thì chúng ta chưa có điều kiện xây dựng. Đội ngũ của các nhà khoa học nước ta trong lónh vực này khá đông, được đào tạo từ nhiều nguồn khác nhau. Các nhà khoa học nước ta cũng có nhiều công trình tầm cở thế giới, đồng thời chúng ta cũng đạt được một số kết quả trong nghiên cứu ứng dụng các đồng vò phóng xạ [7, Tr.152-153]. 3. Trường Đại học Cần Thơ: Vật lý hạt nhân là ngành khoa học đã được nhà trường chú trọng, và được dưa vào giảng dạy từ rất lâu. Chúng ta cũng có các công trình nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng. Tuy nhiên do nhà trường chưa có phòng thí nghiệm cho ngành vật lý hạt nhân, nên công việc nghiên cứu chưa nhiều và chưa sâu, điều này cũng gây khó khăn cho việc phát triển ngành vật lý hạt nhân ở trường ta. Lûn vàn täút nghiãûp Trang 10 Sinh viãn thỉûc hiãûn: Nguùn Nháût Trỉåìng Chương 1: LỊCH SỬ PHÁT HIỆN VÀ BẢN CHẤT HIỆN TƯNG PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN 1.1. Phát hiện hiện tượng phóng xạ tự nhiên: NhàVật Lý người Pháp Antoine Henri Becquerel là người đầu tiên khám phá ra hiện tượng phóng xạ vào năm 1896. Bằng phương pháp thực nghiệm, ông đã phát hiện ra muối Urani phát ra những tia không trông thấy nhưng lại có khả năng xuyên qua các lớp vật chất không trong suốt, iôn hóa được không khí, tác dụng lên kính và phim ảnh, hoặc gây ra hiện tượng phát quang đối với một số chất. Sau nhiều thí nghiệm khác nhau với nhiều loại muối khác nhau của nhiều kim loại khác nhau, và cả với Urani nguyên chất nữa, đến mùa thu năm 1896, Henri Becquerel kết luận rằng, đây là một loại bức xạ chưa biết rõ của Urani, ông gọi nó là tia Urani, nhiều nhà khoa học lúc đó gọi nó là tia Becquerel. Nhưng các tên gọi này không đứng vững trong khoa học. Năm 1897, từ gợi ý của chồng, Pierre Curie, Marie Curie đã chọn đề tài tìm ra bản chất và đặc tính của tia Becquerel. Ròng rã 3 năm trường làm việc ráo riết đến kiệt sức, hai vợ chồng Pierre Curie, Marie Curie rút ra được một tí xíu chất phóng xạ từ hơn một tấn quặng. Nhưng khi đó, hai vợ chồng Pierre Curie, Marie Curie đã tìm ra hai nguyên tố phóng xạ. Họ gọi nguyên tố thứ nhất là Pôlôni * (Po) để kỷ niệm tổ quốc của Marie Curie - nước Balan, nguyên tố thứ hai phóng xạ mạnh hơn được gọi là Ri (Ra). Như vậy, Urani không giữ độc quyền bức xạ và tên gọi tia Urani là không thích hợp. Bà đề nghò gọi tia này là tia phóng xạ và gọi Urani là nguyên tố phóng xạ [5, Tr. 122]. Từ đó, người ta đònh nghóa phóng xạ tự nhiên là một quá trình biến đổi tự phát của những hạt nhân không bền, trong quá trình phân rã đó, hạt nhân đồng vò này phát ra những hạt hoặc những tia phóng xạ và biến thành hạt nhân đồng vò khác. Khi biết đã phát kiến được hai nguyên tố mới, nhiều nhà bác học các nước trên thế giới mới chú ý đến hiện tượng phóng xạ và chẳng bao lâu người ta lần lượt phát hiện được hàng chục nguyên tố phóng xạ khác như: Thori, Actini, Neptuni . và cho tới nay đã thu được một lượng dữ kiện thực nghiệm khổng lồ về các trạng thái năng lượng và sơ đồ phân rã của hơn một nghìn hạt nhân đồng vò giúp ta nhiều hiểu biết quan trọng và phong phú về cấu tạo và tính chất hạt nhân [9, Tr. 165]. 1.2. Giải thích bản chất hiện tượng phóng xạ theo quá trình lòch sử: 1.2.1. Các tia phóng xạ: Người ta xác nhận rằng bức xạ do các chất phóng xạ phát ra có thành phần phức tạp. Nếu cho chùm tia hẹp bức xạ có tính phóng xạ qua từ trường, điện trường thì chùm tia tách thành: * Theo tiếng Pháp, tên nước Balan là Pologne.

— Xem thêm —

Xem thêm: TÌM HIỂU HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ, TÌM HIỂU HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ

Lên đầu trang

Tài liệu liên quan

Từ khóa liên quan

Đăng ký

Generate time = 0.18509793281555 s. Memory usage = 14.03 MB