Номер 2, страница 250 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Элементы квантовой физики. Параграф 64. Элементарные частицы. Темы докладов и проектов - номер 2, страница 250.

Условие.

2. Использование радиоактивных излучений в научных исследованиях и на практике.

Решение.

Радиоактивные излучения нашли широкое применение в различных областях науки и техники благодаря своим уникальным свойствам, таким как высокая проникающая способность, способность вызывать ионизацию вещества и возможность точной регистрации.

Применение в научных исследованиях

Метод меченых атомов: Этот метод является одним из ключевых в биологии, химии и медицине. В вещество вводят небольшое количество его радиоактивного изотопа (радионуклида). Поскольку химические свойства изотопов практически одинаковы, радиоактивный изотоп участвует в процессах так же, как и его стабильный аналог. Отслеживая радиоактивное излучение, ученые могут проследить пути миграции веществ в организмах (например, усвоение фосфора растениями с помощью изотопа $ ^{32}P $), изучать скорость химических реакций и механизмы обмена веществ.

Радиоуглеродный анализ: Этот метод произвел революцию в археологии и геологии. Он основан на измерении содержания радиоактивного изотопа углерода $ ^{14}C $ в органических останках. Живые организмы постоянно обмениваются углеродом с окружающей средой, поддерживая в себе определенную концентрацию $ ^{14}C $. После смерти обмен прекращается, и $ ^{14}C $ начинает распадаться с периодом полураспада $ T_{1/2} \approx 5730 $ лет. Измеряя остаточную концентрацию, можно определить возраст находки. Для датировки геологических пород используют изотопы с более долгим периодом полураспада, например, уран-свинцовый метод.

Применение на практике

Медицина:
- Диагностика: В организм пациента вводят радиофармпрепараты — соединения, содержащие короткоживущие изотопы (например, технеций-99m). Эти препараты избирательно накапливаются в определенных органах. Испускаемое ими гамма-излучение регистрируется гамма-камерой, что позволяет получить изображение органа (сцинтиграфия) и оценить его функционирование.
- Терапия (лучевая терапия): Ионизирующее излучение используется для уничтожения злокачественных опухолей. Пучок излучения от источника (например, кобальта-60) или линейного ускорителя точно направляется на опухоль, вызывая гибель раковых клеток.

Промышленность и техника:
- Дефектоскопия: Гамма-дефектоскопия используется для контроля качества сварных швов и литых деталей. Гамма-лучи просвечивают изделие, и по изменению интенсивности излучения на детекторе обнаруживают внутренние дефекты.
- Контрольно-измерительные приборы: Радиоизотопные приборы применяются для бесконтактного измерения толщины материалов, уровня жидкости в закрытых резервуарах и плотности веществ.
- Стерилизация: Мощное гамма-излучение используется для стерилизации медицинских инструментов, перевязочных материалов, а также для обработки пищевых продуктов с целью уничтожения микроорганизмов.

Сельское хозяйство:
- Селекция растений: Облучение семян вызывает мутации, что позволяет создавать новые сорта с улучшенными свойствами (урожайность, устойчивость к болезням).
- Борьба с вредителями: Применяется метод стерилизации самцов насекомых радиацией с последующим их выпуском в природу для снижения популяции.

Энергетика и космос:
- Радиоизотопные источники энергии (РИТЭГ): Они преобразуют тепловую энергию, выделяющуюся при распаде радиоактивного изотопа (например, плутония-238), в электрическую. РИТЭГи служат автономными источниками питания на космических аппаратах ("Вояджер", "Кьюриосити") и удаленных наземных объектах.

Ответ: Радиоактивные излучения широко используются в научных исследованиях (метод меченых атомов, радиоуглеродный анализ) и на практике. Практическое применение включает медицину (диагностика и лучевая терапия), промышленность (дефектоскопия, контрольные приборы, стерилизация), сельское хозяйство (селекция, борьба с вредителями) и энергетику (автономные источники энергии РИТЭГ для космоса и удаленных объектов).