§ 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.

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: