§ 27. Радіоактивність. Радіонукліди

• До змісту відповідей

ДІЗНАЄТЕСЯ, ЗРОЗУМІЄТЕ, ВИКОРИСТАЄТЕ

Які види атомів називають радіонуклідами?

Радіонуклідами називають радіоактивні нукліди, тобто нестійкі атоми, ядра яких здатні до самочинного розпаду.

Де використовують радіонукліди і яку небезпеку вони становлять?

Радіонукліди використовують у медицині для діагностики та лікування пухлин, в енергетиці як паливо для АЕС, а також у наукових дослідженнях та археології. Небезпека цих речовин полягає у випромінюванні, яке у значних дозах спричиняє загибель усього живого, а в малих — тяжкі захворювання, зокрема онкологічні.

Порівняйте протонне та нуклонне числа нукліда Радію із сумами цих чисел продуктів його розпаду (мал. 69) і зробіть висновок.

Нуклонне число Радію ($226$) дорівнює сумі нуклонних чисел продуктів розпаду ($222 + 4 = 226$), а його протонне число ($88$) збігається із сумою протонних чисел Радону та Гелію ($86 + 2 = 88$). На основі цього можна зробити висновок, що під час ядерної реакції загальна кількість нуклонів і сумарний заряд ядер зберігаються.

Хімічного елемента № 43 Технецію немає на Землі; його ізотопи радіоактивні. Чому, на вашу думку, елементу дали таку назву?

На мою думку, елемент отримав таку назву через те, що він був першим хімічним елементом, отриманим штучним шляхом, а слово «технецій» походить від грецького technetos, що означає «штучний».

У медичній практиці використовують радіонуклід, атом якого містить 54 заряджені й 33 незаряджені частинки. Визначте цей нуклід і назвіть його.

Оскільки в електронейтральному атомі кількість позитивно заряджених протонів дорівнює кількості негативно заряджених електронів, то $54$ заряджені частинки — це $27$ протонів і $27$ електронів. Елемент із порядковим номером $27$ — це Кобальт, а його нуклонне число дорівнює $60$ ($27$ протонів + $33$ нейтрони). Отже, цей нуклід — Кобальт-60 ($^{60}Co$).

Про що попереджає знак небезпеки? За необхідності відшукайте відповідну інформацію в інтернеті.

Цей знак (жовтий трикутник із чорним «трилисником») попереджає про радіаційну небезпеку та наявність джерел іонізуючого випромінювання або радіоактивних речовин.

Яку функцію виконує Йод в організмі?

Йод забезпечує належне функціонування щитоподібної залози, оскільки він є головним компонентом її гормонів, які регулюють обмін речовин, ріст і розвиток організму.

Якому процесу запобігає надходження в організм Йоду з рекомендованого препарату?

Надходження стабільного йоду запобігає процесу накопичення радіоактивного ізотопу Йоду-131 ($^{131}I$) у щитоподібній залозі, оскільки залоза завчасно насичується безпечним йодом («йодна блокада»).

ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ

Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про види нуклідів, явище радіоактивного розпаду, використання і небезпеку радіонуклідів.

Нукліди поділяють на стабільні та радіоактивні (радіонукліди), при цьому всі елементи з порядковими номерами понад $83$ є виключно радіоактивними. Явище радіоактивного розпаду полягає у самочинному перетворенні нестійких ядер на інші ядра, що супроводжується виділенням енергії та іонізуючого випромінювання. Радіонукліди широко використовують у ядерній енергетиці для виробництва електрики, у медицині для діагностики й лікування, а також у наукових дослідженнях та техніці. Головна небезпека радіонуклідів полягає в їхньому випромінюванні, яке у великих дозах спричиняє загибель усього живого, а в малих — провокує серйозні онкологічні захворювання.

Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам / однокласницям. Порівняйте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.

Я сформулював таке запитання: «Чому зі збільшенням порядкового номера елемента його ядро стає менш стійким?». Мій однокласник відповів, що це відбувається через зростання кількості протонів у ядрі, які починають сильніше відштовхуватися один від одного через однойменний позитивний заряд. Я вважаю цю відповідь точною та правильною, оскільки вона повністю узгоджується з фізичними законами та поясненням у підручнику про причини нестійкості великих ядер. На мою думку, відповідь заслуговує на високу оцінку.

ПЕРЕВІРМО СЕБЕ

289. Чому хімічних елементів, відкритих протягом останніх майже 90 років, немає в природі нашої планети?

Ці елементи мають дуже великі та нестійкі ядра, які самочинно розпадаються за надзвичайно короткі проміжки часу. Через таку нестабільність вони не могли зберегтися в земній корі з моменту утворення планети, тому їх отримують лише штучним шляхом у лабораторіях.

290. Які частинки називають радіонуклідами?

Радіонуклідами називають нестійкі нукліди, ядра яких здатні до самочинного радіоактивного розпаду.

291. У чому суть радіоактивного розпаду атомів?

Суть радіоактивного розпаду полягає у самочинному перетворенні нестійкого ядра атома одного хімічного елемента на ядро атома іншого елемента. Цей процес обов’язково супроводжується випусканням елементарних частинок або менших ядер та виділенням енергії у вигляді випромінювання.

ДІЗНАВАЙМОСЯ

292. За відомостями з інтернету з’ясуйте, які радіоактивні ізотопи виконують функцію палива в атомних електростанціях.

Основним паливом для сучасних атомних електростанцій є ізотоп Урану-235 ($^{235}U$). Також у деяких типах реакторів як ядерне паливо можуть використовувати ізотопи Плутонію-239 ($^{239}Pu$) та Торію-232 ($^{232}Th$).

ПОМІРКУЙМО

293. Дехто після аварії на ЧАЕС замість рекомендованого препарату — розчину сполуки Йоду — вжив трохи розведеної йодної настоянки й одразу пожалкував про це. Як ви думаєте, чому?

На мою думку, люди пожалкували про це через те, що аптечна йодна настоянка є спиртовим розчином, призначеним виключно для зовнішнього застосування як антисептик. При вживанні всередину вона спричиняє сильні хімічні опіки слизової оболонки стравоходу та шлунку, а також може викликати серйозне загальне отруєння організму.

У КОМАНДІ

294. За інформацією з інтернету дізнайтеся, у якому місті Японії і коли трапилася аварія на атомній електростанції, а також про причини та наслідки цієї аварії.

Аварія сталася 11 березня 2011 року на атомній електростанції «Фукусіма-1», що розташована в містах Окума та Футаба. Причиною катастрофи став найсильніший в історії Японії землетрус і викликане ним цунамі, яке вивело з ладу системи охолодження реакторів. Наслідками стали розплавлення ядерного палива, вибухи водню та значні викиди радіоактивних речовин у довкілля, що спричинило масову евакуацію населення та довготривале забруднення територій.

ШАНС ДЛЯ ТВОРЧОСТІ

295. Підготуйте повідомлення про застосування радіонукліда $^{14}С$ для визначення віку викопних залишків живих істот.

Радіонуклід Карбон-14 ($^{14}C$) постійно утворюється у верхніх шарах атмосфери під дією космічних променів і поглинається живими організмами впродовж їхнього життя. Після смерті організму обмін Карбоном із середовищем припиняється, а кількість накопиченого $^{14}C$ починає поступово зменшуватися внаслідок радіоактивного розпаду з відомим періодом напіврозпаду (близько 5700 років). Вимірюючи залишкову радіоактивність цього ізотопу у викопних рештках, науковці можуть з високою точністю встановити час загибелі організму та вік археологічної знахідки.

ФОРМУЙМО СЛОВНИЧОК

296. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.

Радіоактивність, радіонукліди, стабільні нукліди, нестійкі ядра, радіоактивний розпад, атомна електростанція, ядерне паливо, електромагнітне випромінювання, променева хвороба, уранова руда, протонне число, нуклонне число.

ОЦІНЮЙМО СВОЇ ЗНАННЯ

297. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.

На мою думку, таблиця оцінювання засвоєних знань може мати такий вигляд: