Bài 23: HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ

---

I. HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ

Hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát biến đổi thành một hạt nhân khác đồng thời phát ra tia phóng xạ gọi là hiện tượng phóng xạ.

Quá trình biến đổi hạt nhân này còn được gọi là phân rã phóng xạ hoặc phân rã hạt nhân. Hạt nhân không bền vững, tự phân rã được gọi là hạt nhân mẹ. Hạt nhân được tạo thành, bền vững hơn được gọi là hạt nhân con.

Các loại tia phóng xạ chính: 

• Tia phóng xạ \(\alpha\) là các hạt nhân \({}_2^4\text{He}\) được phóng ra từ hạt nhân bị phân rã, chuyển động với tốc độ khoảng \(2.10^7 m/s\).
• Tia phóng xạ \(\beta^-\) (hoặc \(\beta^*\) ) là dòng các hạt \({}_{-1}^0\text{e}\) (hoặc \({}_{+1}^0\text{e}\)) phóng ra từ hạt nhân bị phân rã, chuyển động với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng.
•  Tia phóng xạ \(\gamma\) là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn cỡ nhỏ hơn \(10^{-11} m\). 

Ví dụ:

Phân rã phát ra tia \(\alpha\): \({}_{Z}^{A}\text{X} → {}_{Z-2}^{A-4}\text{Y} + {}_{2}^{4}\text{He} \)

Phân rã phát ra tia \(\beta^-\): 

\({}_{Z}^{A}\text{X} → {}_{Z+1}^{A}\text{} + {}_{-1}^{0}\text{e} + \tilde{\nu} \)

Phân rã phát ra tia \(\beta^+\): 

\({}_{Z}^{A}\text{X} → {}_{Z-1}^{A}\text{} + {}_{1}^{0}\text{e} + \nu \)

Phân rã phát ra tia \(\gamma\): \({}_{Z}^{A}\text{Y*} → {}_{Z}^{A}\text{Y} + \gamma \)

II. ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ. ĐỘ PHÓNG XẠ

 1. Trong quá trình phân rã, số hạt nhân chất phóng xạ còn lại giảm theo thời gian theo định luật hàm số mũ.

\(N_t = N_0 2^{-\tfrac{t}{T}} \)

 2. Độ phóng xạ:

Độ phóng xạ là số hạt nhân phân rã trong một giây.

Kí hiệu: H

Đơn vị: Bq 

1 Bq = 1 phân rã/1 giây.

Đơn vị khác: Ci

1 Ci = 3,7.1010 Bq ( xấp xỉ bằng độ phóng xạ của một gam \({}_{88}^{226}\text{Ra}\) ).

Độ phóng xạ của một mẫu chất giảm dần theo thời gian:

\(H_t = H_02^{-\frac{t}{T}} = H_0e^{-λt}\)

Liên hệ giữa độ phóng xạ và số hạt nhân còn lại:

\(H_t = λN_t\)

Trong đó:

\(λ = \frac{ln 2}{T}\) được gọi là hằng số phóng xạ, đặc trưng cho chất phóng xạ đang T xét. Đơn vị của λ là \(s^{-1}\).

III. ẢNH HƯỞNG CỦA TIA PHÓNG XẠ. BIỂN CẢNH BÁO PHÓNG XẠ

 1. Ảnh hưởng của tia phóng xạ

Các tia phóng xạ có thể gây tác động mạnh tới tế bào của con người cũng như sinh vật.Vì vậy khi bị phơi nhiễm tia phóng xạ với liều lượng lớn trong một khoảng thời gian dài, có thể ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khoẻ cũng như di truyền (Hình 23.7). 

Trong một số trường hợp, với nguồn phóng xạ mạnh dù chỉ tiếp xúc thời gian ngắn nhưng cảm giác bỏng rát xuất hiện ngay, còn gọi là bỏng phóng xạ. Sau đó, nạn nhân xuất hiện các triệu chứng buồn nôn, nôn mửa, suy nhược thần kinh,... Các triệu chứng này còn gọi là nhiễm độc phóng xạ, ảnh hưởng lâu dài đến sức khoẻ, gây đột biến trong di truyền, ung thư,... 

Ảnh hưởng của tia phóng xạ lên cơ thể người phụ thuộc vào cường độ, khả năng ion hoá, khả năng đâm xuyên, thời gian chiếu,... của tia phóng xạ. 

Với tia phóng xạ \(\alpha\): khả năng đâm xuyên của tia \(\alpha\) kém nên khi nguồn phóng xạ ở bên ngoài cơ thể thì nó không gây hậu quả đáng kể. Tuy nhiên, do khả năng ion hoá mạnh nên nếu nguồn phóng xạ a xâm nhập vào cơ thể thì sẽ gây hậu quả rất nghiêm trọng. 

Với tia phóng xạ ẞ: khå năng ion hoá và khả năng đâm xuyên ở mức trung bình, khi nguồn phóng xạ ß ở trong hay ở ngoài cơ thể đều có thể gây ra các hậu quả đáng kể. 

Với tia phóng xạ \(\gamma\): khả năng ion hoá kém hơn tia \(\alpha\), tia ẞ nhưng khả năng đâm xuyên mạnh, khi nguồn phóng xạ \(\gamma\) ở trong hay ở ngoài cơ thể đều có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng nếu cơ thể phơi nhiễm tia \(\gamma\) có cường độ lớn trong thời gian dài.

2. Biển cảnh báo phóng xạ 

Biển cảnh báo phóng xạ (Hình 23.8), 

được đặt tại khu vực lắp đặt thiết bị phát ra tia phóng xạ và nguồn phóng xạ, hoặc trên chính thiết bị và vật chứa của nguồn phóng xạ. Mục đích cảnh báo mọi người không nên tiếp cận hoặc làm hỏng thiết bị hoặc vật chứa thiết bị phóng xạ, vì điều này rất nguy hiểm.

3. Nguyên tắc an toàn phóng xạ:

Hình 23.11 minh hoạ các nguyên tắc an toàn phóng xạ sau: 

a) Giữ khoảng cách đủ xa đối với nguồn phóng xạ. Nếu tăng gấp đôi khoảng cách từ chúng ta đến nguồn phóng xạ thì liều hấp thụ phóng xạ giảm đi 4 lần. 

b) Cần sử dụng các tấm chắn nguồn phóng xạ đủ tốt. Tấm chắn càng dày và có khối lượng riêng càng lớn sẽ càng cản trở mạnh tia phóng xạ. 

c) Cần giảm thiểu thời gian phơi nhiễm phóng xạ.

 

---

Bài tập ôn tập (4 tổng câu hỏi)

*Lưu ý: làm hết câu này rồi đến câu khác. Xin đừng nôn nóng.

---