W przypadku naturalnych i sztucznie wytwarzanych radionuklidów, oprócz rozpadu alfa i beta może wystąpić jeszcze inny rodzaj przemiany, tak zwany wychwyt elektronu. Jądro atomu ubogiego w neutrony wychwytuje elektron, przeważnie z najbardziej wewnętrznej własnej powłoki elektronowej (powłoki K, stąd przemianę tę nazywa się też "wychwytem K"), wskutek czego jeden z protonów w jądrze przekształca się w neutron.
Read More
Od początku, kiedy to Röntgen odkrył tajemnicze promieniowanie, które nazwał promieniowaniem X, zdawano sobie sprawę z możliwości, jakie przyniosło to odkrycie. Postęp, jaki nastąpił przez ponad 100 lat, przyniósł szereg możliwości stosowania materiałów promieniotwórczych i urządzeń wytwarzających promieniowanie. Korzystamy z nich na co dzień znacznie częściej niż nam się wydaje.
Read More
W tym module omówimy funkcję, która może albo gwałtownie rosnąć w nieskończoność albo też nieskończenie powoli spadać do zera. Funkcja ta jest wszędzie w fizyce niewiarygodnie użyteczna - opisuje przebiegi wielu procesów fizycznych. Zrozumieć ten moduł łatwiej będzie osobom, które znają podstawy rachunku różniczkowego i na przykład wiedzą, czym jest styczna do krzywej lub wyprowadzali już kiedyś jakiś wzór. Jeśli jednak nie znasz tych pojęć, nie ma problemu. Wyjaśnimy wszystko, co najważniejsze. Na końcu każdy będzie wiedział, jak wygląda wspomniana wyżej funkcja i jak wyprowadza się prawo rozpadu dla radioaktywnych izotopów za pomocą filiżanki cappuccino. Poza tym możemy doprowadzić do rozpadu kilka atomów. Powodzenia!
Read More
Funkcję wykładniczą z poprzedniego rozdziału można zastosować w fizyce jądrowej w różny sposób – na przykład przy rozpadzie promieniotwórczym. Ale zanim zaczniemy, wypijmy filiżankę kawy z dużą ilością pianki mlecznej.
Read More
Znamy już prawo rozpadu pianki mlecznej, a zarazem prawo opisujące rozpad izotopów promieniotwórczych, ponieważ rozpad jąder atomów funkcjonuje całkiem analogicznie. Dokładnie jak przy piance kawy, również przy próbce materiału promieniotwórczego nie można przepowiedzieć, czy wskazany palcem bąbelek, względnie jądro wskazanego atomu – konkretny nuklid, rozpadnie się w następnej sekundzie. Pewne jest jedno: na jednostkę czasu rozpada się zawsze ten sam procent istniejących jeszcze jąder atomowych - nuklidów.
Read More
Jak długo trwa rozpad promieniotwórczych nuklidów? O pojedynczym, wybranym atomie, nie można powiedzieć, czy jego jądro rozpadnie się w najbliższej milisekundzie, czy też nuklid będzie „żył” jeszcze tydzień albo nawet wiek. Jeśli jednak chodzi o dużą liczbę atomów, można z pomocą prawa rozpadu bardzo dobrze ustalić statystyczne prawdopodobieństwo, że proces rozpadu zajdzie dla określonej liczby obiektów.
Read More
Czy ktoś zna już metodę C-14, metodę określania wieku z wcześniejszego modułu o rodzajach promieniowania (moduł - Promieniowanie jonizujące)? Ponieważ znamy już dobrze prawo rozpadu, możemy sami z jego pomocą obliczyć wiek kości.
Read More
Kiedy świadomie trzyma się licznik Geigera tak, że nie jest zwrócony w kierunku żadnego oznaczonego źródła promieniotwórczego, lecz na przykład gdzieś „w powietrze”, to mimo wszystko licznik „tyka” dalej. Skąd bierze się promieniowanie jonizujące, które rejestruje licznik? W istocie pochodzi z trzech źródeł: z promieniowania kosmicznego, z naturalnych radionuklidów w powietrzu (przede wszystkim produktów rozpadu radioaktywnego radonu) i wreszcie z naturalnych materiałów radioaktywnych obecnych w skorupie ziemskiej, w naszym ciele czy w obudowie licznika.
Read More
Promieniowanie kosmiczne odkryte zostało już w 1912 roku. Dziś wiadomo, że jest wiele jego źródeł – część pochodzi ze Słońca, część z wybuchów gwiazd supernowych czy np. z procesów zachodzących, być może, wokół czarnych dziur, kwazarów i gwiazd neutronowych, w wyniku których obserwujemy promieniowanie rentgenowskie czy gamma. Promieniowanie kosmiczne jest bardzo przenikliwe: zostało zaobserwowane nawet na głębokości 4000 metrów poniżej poziomu morza. W pierwotnym promieniowaniu kosmicznym napotykamy cząstki posiadające energie aż do 1020 eV, czyli prawie 100 milionów razy więcej niż można wytworzyć w ziemskich akceleratorach - w Ośrodku Jądrowym CERN zostanie osiągnięta energia ~7 TeV, czyli 7 ⋅ 1012 eV.
Promieniowanie docierające z Wszechświata do atmosfery ziemskiej składa się z fotonów najróżniejszych energii oraz cząstek: protonów (87%), jąder helu (11%), elektronów (~1%); z niewielkim udziałem (~1%) cięższych jąder – od helu do uranu. W górnych warstwach atmosfery promieniowanie to zderza się z jej składnikami, w wyniku czego powstają nowe rodzaje promieniowania jonizującego, czyli promieniowanie kosmiczne „wtórne”: neutrony, elektrony, miony, piony oraz oczywiście fotony.
Read More
W skorupie ziemskiej, w atmosferze, w wodzie oceanów znajdują się pewne ilości naturalnych nuklidów promieniotwórczych. Skąd się biorą? Pochodzą przede wszystkim z czasu powstawania Ziemi, ponieważ znalazły się w proto-Ziemi podczas skupiania się gazów i pyłów z gwiezdnych wybuchów gwiazd supernowych. Z powodu czasu połowicznego rozpadu porównywalnego z wiekiem Ziemi (~4,5 miliarda lat), większość z tych izotopów istnieje do dziś i wciąż wysyła promieniowanie jonizujące.
Read More
