Номер 6, страница 196, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 11. Квантовые явления. Параграф 109. Лабораторные и исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 6, страница 196.

Условие.

• Естественная радиоактивность.

Решение.

Естественная радиоактивность — это способность некоторых существующих в природе неустойчивых атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра, при этом испуская различные виды ионизирующих излучений. Этот процесс не зависит от внешних факторов, таких как температура, давление или химические реакции, а определяется исключительно внутренней структурой ядра.

Явление было открыто французским физиком Анри Беккерелем в 1896 году. Он обнаружил, что соли урана испускают невидимые лучи, способные засвечивать фотопластинку сквозь черную бумагу. Дальнейшие исследования Марии и Пьера Кюри привели к открытию новых, значительно более радиоактивных элементов — полония и радия, и к формированию основ учения о радиоактивности.

Причиной естественной радиоактивности является нестабильность ядер, в которых нарушен баланс между силами притяжения (сильное ядерное взаимодействие) и силами отталкивания (кулоновское отталкивание протонов). К основным видам естественного радиоактивного распада относятся:

• Альфа-распад (α-распад). Ядро испускает альфа-частицу, представляющую собой ядро атома гелия ($ {}_{2}^{4}He $). В результате массовое число исходного ядра уменьшается на 4, а его заряд (порядковый номер) — на 2. Этот вид распада характерен для тяжелых ядер.
  Пример: распад урана-238 в торий-234.
  $ {}_{92}^{238}U \rightarrow {}_{90}^{234}Th + {}_{2}^{4}He $
• Бета-распад (β-распад). Происходит, когда в ядре один из нейтронов превращается в протон с испусканием электрона ($ e^{-} $) и электронного антинейтрино ($ \bar{\nu}_{e} $). Массовое число ядра при этом не изменяется, а заряд увеличивается на единицу.
  Пример: распад углерода-14 в азот-14.
  $ {}_{6}^{14}C \rightarrow {}_{7}^{14}N + e^{-} + \bar{\nu}_{e} $
• Гамма-излучение (γ-излучение). После альфа- или бета-распада дочернее ядро часто остается в возбужденном состоянии. Переход в основное, более стабильное состояние с меньшей энергией сопровождается испусканием гамма-кванта (фотона высокой энергии). Гамма-излучение не изменяет ни массовое число, ни заряд ядра.
  $ {}_{Z}^{A}X^{*} \rightarrow {}_{Z}^{A}X + \gamma $

Источники естественной радиоактивности, создающие природный радиационный фон, включают:

1. Первичные (примордиальные) радионуклиды, сохранившиеся со времен формирования Земли благодаря очень большим периодам полураспада (например, $ {}^{238}U $, $ {}^{232}Th $, $ {}^{40}K $). Они содержатся в земной коре, горных породах, почве.
2. Космогенные радионуклиды, постоянно образующиеся в атмосфере под действием космических лучей (например, $ {}^{14}C $, $ {}^{3}H $).
3. Радионуклиды, находящиеся внутри живых организмов, куда они попадают с пищей, водой и воздухом (например, $ {}^{40}K $ и $ {}^{14}C $).

Естественная радиоактивность играет важную роль в природе: она является одним из источников внутреннего тепла Земли, а также используется в научных методах, таких как радиоуглеродное датирование для определения возраста археологических находок.

Ответ: Естественная радиоактивность — это самопроизвольный распад нестабильных атомных ядер, встречающихся в природе, сопровождающийся испусканием ионизирующего излучения (альфа-частиц, бета-частиц, гамма-квантов). Основными источниками являются первичные радионуклиды, существующие со времен образования Земли (уран, торий, калий-40), и космогенные радионуклиды, образующиеся в атмосфере (углерод-14). Совокупность этих источников создает естественный радиационный фон планеты.