Площадь
наблюдательной поверхности
дизайн
стандарт
стандарт
Исключительный контраст треков частиц
Светодиодная подсветка зоны обзора
Ничем не нарушаемое наблюдение
CrystalView технология
Вход для ручной вставки искусственных источников радиоактивных частиц
Автоматически таймированная работа
время работы
12 часов в сутки, 7 дней в неделю
Наблюдение
естественный радиоактивный фон
Наблюдение
космические лучи
Модуль интерактивности
Интерактивное наблюдение
распад радона
Интерактивное наблюдение
искусственный источник альфа-излучения
Интерактивное наблюдение
искусственный источник бета-излучения
Для еще лучшего опыта наблюдения компания Nuledo представляет уникальное особенность, которое делает из туманной камери Nuledo лучший инструмент для обучения, демонстрации и популяризации элементарных частиц и ядерной физики.
В туманной камере Nuledo теперь можно в дополнение к естественной радиоактивности интерактивно наблюдать частицы, поступающие из искусственных источников радиоактивного излучения. Достаточно простого нажатия кнопки, и зрители могут своими глазами наблюдать увлекательный распад газа радона или заряженные частицы из образца элемента америция или стронция.
Альфа
Бета
Радон
Доставка и установка
Камеры Вильсона от Nuledo всегда изготовлены с самой большой точностью и тщательностью для максимального удовлетворения клиентов. И из-за этого их путь не заканчивается уже в фабричном цеху.
Стоимость доставки и установки зависит от конечного места установки и не входит в стоимость базовых моделей. Для обработки ценового предложения, пожалуйста, свяжитесь с нами.
Компании Nuledo удалось при помощи новейших технологий и проектных методов превратить оригинальное наследие Чарльза Вильсона, лауреата Нобелевской премии по физике, в устройство, которое не имеет аналогов во всем мире.
Туманная камера Nuledo –это уникальное устройство, которое может делать видимыми обычно невидимые частицы радиоактивного излучения, окружающие нас в природе. В туманной камере Nuledo можно своими глазами увидеть следы частиц более мелких, чем один атом, и погрузиться в микроскопический мир, отрицающий обычную логику. Только благодаря туманная камере Nuledo студенты средних и высших учебных заведений, но также и широкая общественность, может наглядно и увлекательно понять, как работает наша вселенная, в самых маленьких масштабах.
НАБЛЮДНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
ОСНОВНЫЕ
Альфа-частицы
Альфа-частицы — это обозначение объединения двух протонов и двух нейтронов, таким образом, речь идет о ядре гелия. Альфа-частицы оставляют в туманной камере короткие, но более выразительные следы. Поток альфа-частиц называется радиоактивным альфа-излучением. Это наименее проникающая радиация, ее остановит, например, лист бумаги или даже несколько метров воздуха. Естественным источником альфа-излучения является, например, уран, радий, а также радон. Изотоп радона Rn-222 известен своим потенциалом накопления в зданиях, часто происходит его высвобождение из земной коры. Примером искусственного источника альфа-излучения является изотоп Am-241 элемента америция, который в природе обычно не встречается.
Электроны
Разнообразные, часто тонкие и извилистые или тонкие и прямые туманные следы принадлежат электронам. Насколько извивается след электрона, зависит от его энергии. Тогда как электроны с высокой энергией пробивают себе путь в прямом направлении, электроны с более низкой энергией меняют свое направление в результате столкновений с молекулами изопропилового спирта. Электроны в туманной камере берут свое происхождение опять-таки либо от радиоактивных превращений, совершенных на земле, следовательно, как часть естественного радиоактивного фона, или от вторичного космического излучения. Поток электронов называется бета-минус-излучением. Бета-излучение более проникающе, чем альфа-излучение, его можно оттенить, например, пластинкой свинца толщиной 1 мм.
Позитроны
Позитрон – это первая наблюдаемая частица антивещества, aнтичастица электрона. Его след совпадает с электроном, отличить следы этих частиц можно путем размещения tуманной камери в магнитное поле, где следы электронов и позитронов начинают отклоняться в противоположные стороны. В конце концов, именно так позитрон был впервые обнаружен в 1932 году Карлом Андерсоном, который за это открытие получил Нобелевскую премию по физике. Наблюдаемые позитроны приходят из космического излучения или из естественных распадов атомов на земле. Поток излучаемых позитронов называется бета-плюс-излучением. Примером природного источника радиоактивного бета-плюс-излучения является калий 40-К, больше всего которого в бананах. Употребление одного банана представляет собой дозу, соответствующую 1% от средней суточной дозы радиоактивного излучения, обычно действующей на человека. С позитронами мы встречаемся и в медицине, а именно, в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Речь идет о методе визуализации, который отображает отдельные ткани. Этот метод основан на взаимодействии с радиофармпрепаратом, который дается пациенту. Этот радиофармпрепарат является источником бета-плюс-излучения, то есть, источником позитроном. Вылетающие позитроны аннигилируют с электронами, находящимися в атомах тела. Детектор при этом регистрирует фотоны, излучаемые при аннигиляции. В туманной камере аннигиляцию позитронов и электронов можно обнаружить с помощью следов в камере.
Протоны
Заметные следы, которые часто пересекают всю поверхность tуманной камери, — результат движения протонов — частиц, образующих ядра атомов. Эти протоны берут происхождение в космической радиации. Следы протонов могут оставить след на всю видимую область, а также более короткий след или даже просто точку – это зависит от угла, под которым протон проникает в tуманной камери. С протонами мы можем встретиться в медицине, а именно, в области лучевой терапии. В протонной терапии для облучения больной ткани, то есть, опухолей и карцином, используются ускоренные протоны. Протонная терапия является примером использования изначально исследовательского типа устройств для конкретного применения – протоны ускоряются с помощью ускорителя частиц (циклотрона).
РЕДКИЕ
Мюон
Мюоны возникают в результате взаимодействия космического излучения с атмосферой и проникают вплоть до земной поверхности, где мы можем их наблюдать, например, в туманной камере. Мы можем их наблюдать в туманной камере, несмотря на очень короткую продолжительность жизни, благодаря дилатации времени, одному из эффектов специальной теории относительности. Дело в том, что мюоны движутся к земле со скоростью, приближенной к скорости света, поэтому они успевают прибыть на землю до распада.
Если вы увидите в туманной камере след, похожий на след электрона, но обязательно очень выпрямленный (благодаря высокой скорости частиц), вполне возможно, что это именно мюон!
Ливень космического излучения
Космическое излучение представляет собой частицы, прибывающие из космоса на высокой скорости и падающие в атмосферу Земли, где происходит возникновение вторичного космического излучения путем взаимодействия с атомами в атмосфере. В туманной камере мы можем наблюдать космические лучи однозначно благодаря ливню вторичного космического излучения, а именно, как несколько туманных следов, ориентированных в том же направлении в тот же момент. Частицы космического излучения исходят, например, от Солнца, а также межзвездного и межгалактического пространства.
Дельта-электроны
Во время пролета относительно тяжелой частицы с высокой энергией в туманной камере можно наблюдать и следы так называемого дельта-излучения. Это электроны, вырванные из молекул изопропиловым пролетом именно такой тяжелой частицы, как, например, протон. Таким образом, в туманной камере вокруг прямого следа протона видны тонкие следы электронов именно в результате ионизации молекул изопропилового спирта. Именно такие утечки электронов, как правило, называются дельта-излучением, по-английски — delta ray.
Косвенное наблюдение гамма-излучения – Compton scattering
Радиоактивное гамма-излучения не наблюдается в камере Виьльсона непосредственно, поскольку речь идет действительно об излучении, а не потоке заряженных частиц, как в случае альфа-и бета-излучения. Этот факт, однако, можно частично преодолеть. Присоединением источники гамма-излучения к стеклу камеры Вильсона происходит вырывание электронов из молекул, образующих стекло. Эти электроны мы и наблюдаем в камере Вильсона.
Двойной след в форме „ V “ альфа-частиц после распада радона
Следы в форме буквы “V” принадлежает двум альфа-частицам, которые были излучены друг после друга. Если в видимой области камеры Вильсона присутствует радон 220-Р, мы наблюдаем его распад на polonium 216-Ро, который почти сразу распадается на Свинец 212-Pb. Эти два распада сопровождаются излучением всего двух альфа-частиц, чьи следы в камере Вильсона мы и наблюдаем. Радон 220-Р можно инъектировать в видимую область камеры Вильсона благодаря интерактивной кнопке модуля.
Демонстрация периода полураспада радона
Период полураспада — это время, в течение которого распадается половина текущего числа атомных ядер в образце. В камере Вильсона можно наглядно объяснить это понятие при помощи радона 220-Р и характерных следов в виде “V ”. После введения радона 220-Р наблюдательную поверхность камеры Вильсона мы наблюдаем максимальное количество следов в виде “V”. Радон 220-Rn имеет период полураспада одну минуту, поэтому за это время можно увидеть половину “V”– следов. Если подождать еще одну минуту, следовательно, еще один период полураспада, мы увидим в камере Вильсона половину половины “V”–следов из максимального количества, которое мы наблюдали после введения радона 220-Rn. Радон 220-Р можно ввести в видимую область камеры Вильсона благодаря интерактивной кнопке модуля.
Визуализация радиоактивного ряда тория
Радиоактивный ряд тория является одним из четырех основных радиоактивных рядов. Это последовательность элементов, где четко предопределено, на какой следующий элемент распадется предыдущий нестабильный элемент, и какая частица при этом излучится (например, альфа-частица или электрон). В камере Вильсона мы можем наблюдать часть радиоактивного ряд тория, когда после инъектирования радона 220-Р в наблюдательную поверхность видны следы двух альфа-частиц от распада радона 220-Р на полоний 216- Po и его распада на свинец 212-Pb. Радон 220-Р можно ввести в видимую область камеры Вильсона благодаря интерактивной кнопке модуля.
Альфа-частицы, излученные из источника альфа-излучения
Следы частиц радиоактивных излучений можно кроме наблюдения естественного радиоактивного фона наблюдать также путем размещения искусственных источников на наблюдательную поверхность камеры Вильсона. Источником частиц альфа-излучения, альфа-частиц, является например, америций 241-Am. После его размещения на наблюдательную поверхность можно наблюдать следы излученных альфа-частиц. Искусственный источник альфа-частиц америций 241-Am можно разместить в наблюдательной области камеры Вильсона с помощью интерактивной кнопки модуля.
Электроны, излученные из источника бета-излучения
Следы частиц радиоактивных излучений можно наблюдать, кроме наблюдения естественного радиоактивного фона, также путем размещения искусственных источников на видимую область камеры Вильсона. Источником частиц бета-излучения, электронов, например, является стронций 90-Sr. После его размещения в видимой области можно наблюдать всесторонний веер следов излученных электронов. Искусственный источник электронов стронций 90-Sr можно разместить в видимой области камеры Вильсона с помощью интерактивной кнопки модуля.
ОЧЕНЬ РЕДКИЕ
Пион
Пионы — частицы, состоящие из пары элементарных частиц кварков “u” и “d”, они содержат всегда один кварк и один антикварк. В камере Вильсона мы видим только следы заряженных пионов. Следы пионов очень схожи со следами электронов, и, следовательно, трудно различить их следы; это можно по следам в камере Вильсона. Пионы также являются частью вторичного космического излучения, которое возникает в атмосфере взаимодействием первичных частиц космических лучей с частицами атмосферы
Каон
Каоны — частицы, состоящие из одного кварка “с” и одного кварка “u” или “d”, всегда в паре кварк и антикварк. В камере Вильсона эту частицу можно определить только по следам в камере Вильсона при распаде какого-либо каона, причем каоны распадаются на пионы. Каоны были обнаружены на снимках камеры Вильсона в 1947 году при изучении вторичного космического излучения, частью которого они являются.
Elastic proton scattering
Elestic proton scattering является одним из редких явлений, которые можно наблюдать в камере Вильсона Это способ взаимодействия, при котором происходит упругое столкновение двух протонов.
Распад мюонов слабым взаимодействием
В камере Вильсона можно наблюдать распад мюонов слабым взаимодействием на электрон. Этот распад ясно заметен из течения туманного следа. Более толстый туманный след мюона после вдруг резко ломается и утончается – мюон распадается, и мы более тонкий видим след электрона. Другие частицы – мюоновый нейтрино и электронный антинейтрино– в камере Вильсона пока не видны, так как эти частицы не являются электрически заряженными.
Гамма-аннигиляция
Аннигиляция происходит в момент, когда частица встретит в свою античастицу. Наиболее известным примером является аннигиляция электрона и позитрона, при которой возникают два фотона гамма-излучения. В камере Вильсона это явление можно наблюдать как два тонких следа (электрон и позитрон), оканчивающихся в одном и том же месте. Фотон гамма-излучения в камере Вильсона мы пока не наблюдаем, так как эта частица не несет электрического заряда. Это явление можно наблюдать и в обратном порядке, когда фотон распадается на электрон и позитрон, чьи следы, таким образом, исходят из того же места.
Oh-my-god particle – частица 'О боже мой'
В 1991 году была впервые замечена частица, имеющая ультравысокую энергию, сравнимую, например, с кинетической энергией летящего футбольного шара. Эта частицы, безусловно, берет начало во вселенной, то есть прилетела как часть космического излучения, однако ее точное происхождение до сих пор точно не известно. Частица “О боже мой” больше всего напоминала очень быстро летящий протон. Теоретически такую частицу можно наблюдать в камере Вильсона, тем не менее, пока было замечено лишь несколько таких частиц.
* Доступно только с интерактивным модулем.
Туманные камери Nuledo поможет найти ответы на многие частые вопросы.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_a’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Радиоактивность-это процесс распада ядер атомов, при которых атом одного элемента превращается в один или несколько атомов другого элемента. Побочным продуктом распада является ионизирующее излучение, то естьчастицы, несущие избыточную энергию, выделенную во время распада. Некоторые радиоактивные элементы обычно встречаются в природе, как, например, уран или радон. Это источники естественной радиоактивности, которой мы подвергаемся в течение всей жизни. Однако, если человек создает радиоактивный материал искусственно, мы называем такую радиацию искусственной.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_b’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Радиоактивное излучение — это поток частиц, вылетающих из материала, подвергающегося радиоактивному распаду. Не все материалы, однако, излучают одинаковые частицы. Существуют три основных вида излучения:
Альфа-, в котором частицами являются ядра атомов гелия и которые настолько малопроникающи, что их остановит даже лист бумаги.
Бета-, в котором частицами являются электроны или позитроны, и которые может остановить тонкий слой металла.
Гамма-, в котором частицами являются фотоны, и которые можно остановить только толстым слоем свинца или подобного материала.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_c’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Ядра атомов состоят из двух видов частиц: протонов и нейтронов, причем число протонов определяет, о ядре какого элемента идет речь. Соотношение числа протонов и нейтронов в ядре определяет, произойдут ли радиоактивные превращения. Упрощенно можно сказать, что если элемент не доволен своим числом нейтронов, он радиоактивен.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_d’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
В повседневной жизни и в науке до начале ХХ века казалось, что миром управляет ньютоновская механика. Это означает, что тела меняют свое положение и скорость в зависимости от того, как на них действуют силы. Много очень точных экспериментов, однако, привело ученых к созданию иного описания мира — квантовой механики. В квантовом мире не имеет смысла говорить ни о скорости, ни о траектории, так, как мы к ним привыкли. Напротив, появляется вероятность появления тел в разных местах. Например, если мы возьмем положительно заряженное ядра атома и окружим его отрицательно заряженными электронами, система ведет себя не так, как аналогия миниатюрной солнечной системы. Электроны будут вращаться вокруг ядра на различных орбитах. Лучший способ представить себе это — облако электронов вокруг ядра. Плотность облака определяет для нас вероятность нахождения электрона в данной точке.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_e’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Ядра радиоактивных атомов, как естественных, так и искусственных, распадаются на ядра других нуклидов (атомов с другим количеством частиц в ядре) Много таких распадов, однако, приводит к ядрам, которые также радиоактивны. В этом случае ядро будет распадаться и крошиться, прежде чем станет стабильным ядром. Этот процесс называется радиоактивный ряд. В туманной камере мы можем, например, наблюдать распад радона-220 на полоний-216, который настолько неустойчив, что почти сразу же распадается на свинец-212. Затем мы видим две альфа-частицы, по одной из каждого распада, вылетающие из почти одного и того же места. Радиоактивный ряд радона затем продолжается через еще три распада до окончательного стабильного продукта, свинца-208.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_f’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Радиоактивное излучение является вездесущим, но если организм подвергается ему в чрезмерных количествах, это имеет побочные эффекты на его здоровье. То есть, радиоактивное излучение может быть хорошим слугой, но плохим хозяином. Если мы хотим использовать радиацию в своих интересах, мы должны в то же время обеспечить безопасность всех лиц и окружающей среды. Чернобыльская катастрофа не была просто совпадением случайностей, но, прежде всего, значительным нарушением мер безопасности, относящихся к эксплуатации АЭС. В случае соблюдения всех процедур АЭС — очень надежный источником электроэнергии, что подтверждают функционирующие электростанции по всему миру.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_g’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
ПЭТ = позитрнно-эмиссионная томография — это диагностический метод, основанный на радиоактивном материале с коротким периодом полураспада. Он вводится в тело и концентрируется в метаболически активных тканях, например, в раковых опухолях. Если определить, откуда вылетают частицы излучения, мы в состоянии определить местоположение опухоли. Протонная терапия – это, напротив, метод лечения, при котором опухоль излучают потоком протонов. Протоны используются потому, что у них меньше побочных эффектов, чем другие виды излучения.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_h’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Элементарные частицы – это частицы, не имеющие внутренней структуры, то есть, которые нельзя разделить на другие подчастицы. Ранее ученые полагали, что основными частицами являются протон, нейтрон, фотон и электрон. Сегодня нам известно, что только электрон и фотон являются элементарными частицами, а протон и нейтрон состоят из кварков и глюонов. Также были открыты другие элементарные частицы: мюон, таон, бозоны W+, W — и Z0, бозона Хиггса и нейтрино. Все другие частицы состоят из элементарных.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_i’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Например. альфа-частицы состоит из двух протонов и двух нейтронов, где каждый протон и нейтрон в свою очередь состоят из трех кварков и глюонов.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_j’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Бананы являются продуктом питания, очень богатым калием. Калий является одним из элементов, обладающим относительно высокой радиоактивностью из-за естественного состава изотопов. Калий-40 является особенным тем, что может быть сопряжен с гамма -, бета+ и бета- распадом. И именно бета-+ излучение образуется антивеществом, в частности, позитронами, то есть, античастицами электронов. Не поддавайтесь, однако, панике: не в человеческих силах съесть столько бананов, чтобы проявился какой бы то ни было эффект радиоактивности.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_k’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Радиоактивное излучение к нам приходит не только с нашей планеты, но и из космоса. К счастью, его большую часть захватывает атмосфера или магнитное поле Земли, тем самым защищая нас от его негативных последствий. Вторичное же излучение возникает только при взаимодействии космического излучения с молекулами воздуха в атмосфере. Частица, которую физики назвали Oh-My-God (англ боже мой), был частица, обнаруженная детектором космического излучения в 1991 году. Она приобрела такое имя, потому что ее энергия была во много раз выше, чем энергия любой другой наблюдаемой частицы.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_l’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Стандартная модель является нынешней общепринятой моделью частиц и взаимодействий.
Ее можно представить себе довольно легко. Давайте разделим частицы стандартной модели на две воображаемые группы, кирпичи и строительный раствор. Под кирпичом мы понимаем первую группу частиц, которые образуют ткани и из которых построена вселенная. К частицам вещества относятся кварки и лептоны. А как строительный раствор можно представить другую группу частиц — носителей сил. Речь идет о своего рода связующем, которое удерживает предметы в пространстве вместе и отвечает за их взаимодействие.
Стандартная модель включает в себя также бозон Хиггса — частицу, которую ученые искали более полувека, а обнаружили лишь CERNв 2013 году.
Стандартная модель физики элементарных частиц сначала казалось окончательной теорией всего, которая может объяснить всю физику. Как и во всех других отраслях физики, эта теория столкнулась с ситуациями, которые она не может объяснить. Это хоть и означает, что она не совсем правильна, но даже и с учетом этого стандартная модель очень полезна и предоставляет пространство для дальнейшего исследования.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_m’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Самые быстрые частицы, с которыми можно встретиться – это или частицы из космического излучения или те, которые мы искусственно ускорим на ускорителях частиц. Как предсказала Специальная теория относительности Альберта Эйнштейна, наблюдателям таких частиц кажется, что время у частиц течет медленнее. У частиц нету часов, но если они неустойчивы, мы можем наблюдать, через какое время распадется такая частицы, и сравнить это с частицей, которая не двигается. Затем мы выясним, что подвижные частицы распадаются медленнее, или их время течет медленнее.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_n’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Элемент является радиоактивным, если он не доволен количеством нейтронов, находящимися в его ядре. Таким образом, если мы хотим создать радиоактивный элемент, мы должны «навязять» какие-то нейтроны или протоны. Такое превращение называется трансмутацией и осуществляется облучением материала радиоактивными излучением, например, альфа-частицами, протонами или нейтронами.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_o’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
При радиоактивном распаде высвобождается много энергии, которую несет излучение. Однако мы не можем воспользоваться энергией частиц излучения, прямо, так что оставляем ее впитаться в материал, который, тем самым нагревается. Впоследствии мы извлекаем тепло, испаряем из него воду, а затем производим электроэнергию с помощью паровой турбины. Можно сказать, что речь идет о тех же угольных электростанциях с другим способом нагрева воды.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_p’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Радиоактивное излучение также иногда называют ионизирующее излучение. Это название указывает на способность извлекать электроны из молекул. Если это случится, возникает так называемый свободный радикал, который является очень реактивным видом молекулы. Свободные радикалы внутри клеток нашего тела могут вступить в контакт с молекулами ДНК, несущими генетическую информацию. У клеток много механизмов, как с этим справиться, но если таких атак слишком много, это может привести к появлению рака или болезни от радиации.
Nuledo cloud
chambers can help
you to find answers
to many frequently
asked questions:
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_a’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Радиоактивность-это процесс распада ядер атомов, при которых атом одного элемента превращается в один или несколько атомов другого элемента. Побочным продуктом распада является ионизирующее излучение, то естьчастицы, несущие избыточную энергию, выделенную во время распада. Некоторые радиоактивные элементы обычно встречаются в природе, как, например, уран или радон. Это источники естественной радиоактивности, которой мы подвергаемся в течение всей жизни. Однако, если человек создает радиоактивный материал искусственно, мы называем такую радиацию искусственной.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_b’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Радиоактивное излучение — это поток частиц, вылетающих из материала, подвергающегося радиоактивному распаду. Не все материалы, однако, излучают одинаковые частицы. Существуют три основных вида излучения:
Альфа-, в котором частицами являются ядра атомов гелия и которые настолько малопроникающи, что их остановит даже лист бумаги.
Бета-, в котором частицами являются электроны или позитроны, и которые может остановить тонкий слой металла.
Гамма-, в котором частицами являются фотоны, и которые можно остановить только толстым слоем свинца или подобного материала.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_c’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Ядра атомов состоят из двух видов частиц: протонов и нейтронов, причем число протонов определяет, о ядре какого элемента идет речь. Соотношение числа протонов и нейтронов в ядре определяет, произойдут ли радиоактивные превращения. Упрощенно можно сказать, что если элемент не доволен своим числом нейтронов, он радиоактивен.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_d’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
В повседневной жизни и в науке до начале ХХ века казалось, что миром управляет ньютоновская механика. Это означает, что тела меняют свое положение и скорость в зависимости от того, как на них действуют силы. Много очень точных экспериментов, однако, привело ученых к созданию иного описания мира — квантовой механики. В квантовом мире не имеет смысла говорить ни о скорости, ни о траектории, так, как мы к ним привыкли. Напротив, появляется вероятность появления тел в разных местах. Например, если мы возьмем положительно заряженное ядра атома и окружим его отрицательно заряженными электронами, система ведет себя не так, как аналогия миниатюрной солнечной системы. Электроны будут вращаться вокруг ядра на различных орбитах. Лучший способ представить себе это — облако электронов вокруг ядра. Плотность облака определяет для нас вероятность нахождения электрона в данной точке.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_e’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Ядра радиоактивных атомов, как естественных, так и искусственных, распадаются на ядра других нуклидов (атомов с другим количеством частиц в ядре) Много таких распадов, однако, приводит к ядрам, которые также радиоактивны. В этом случае ядро будет распадаться и крошиться, прежде чем станет стабильным ядром. Этот процесс называется радиоактивный ряд. В туманной камере мы можем, например, наблюдать распад радона-220 на полоний-216, который настолько неустойчив, что почти сразу же распадается на свинец-212. Затем мы видим две альфа-частицы, по одной из каждого распада, вылетающие из почти одного и того же места. Радиоактивный ряд радона затем продолжается через еще три распада до окончательного стабильного продукта, свинца-208.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_f’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Радиоактивное излучение является вездесущим, но если организм подвергается ему в чрезмерных количествах, это имеет побочные эффекты на его здоровье. То есть, радиоактивное излучение может быть хорошим слугой, но плохим хозяином. Если мы хотим использовать радиацию в своих интересах, мы должны в то же время обеспечить безопасность всех лиц и окружающей среды. Чернобыльская катастрофа не была просто совпадением случайностей, но, прежде всего, значительным нарушением мер безопасности, относящихся к эксплуатации АЭС. В случае соблюдения всех процедур АЭС — очень надежный источником электроэнергии, что подтверждают функционирующие электростанции по всему миру.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_g’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
ПЭТ = позитрнно-эмиссионная томография — это диагностический метод, основанный на радиоактивном материале с коротким периодом полураспада. Он вводится в тело и концентрируется в метаболически активных тканях, например, в раковых опухолях. Если определить, откуда вылетают частицы излучения, мы в состоянии определить местоположение опухоли. Протонная терапия – это, напротив, метод лечения, при котором опухоль излучают потоком протонов. Протоны используются потому, что у них меньше побочных эффектов, чем другие виды излучения.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_h’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Элементарные частицы – это частицы, не имеющие внутренней структуры, то есть, которые нельзя разделить на другие подчастицы. Ранее ученые полагали, что основными частицами являются протон, нейтрон, фотон и электрон. Сегодня нам известно, что только электрон и фотон являются элементарными частицами, а протон и нейтрон состоят из кварков и глюонов. Также были открыты другие элементарные частицы: мюон, таон, бозоны W+, W — и Z0, бозона Хиггса и нейтрино. Все другие частицы состоят из элементарных.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_i’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Например. альфа-частицы состоит из двух протонов и двух нейтронов, где каждый протон и нейтрон в свою очередь состоят из трех кварков и глюонов.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_j’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Бананы являются продуктом питания, очень богатым калием. Калий является одним из элементов, обладающим относительно высокой радиоактивностью из-за естественного состава изотопов. Калий-40 является особенным тем, что может быть сопряжен с гамма -, бета+ и бета- распадом. И именно бета-+ излучение образуется антивеществом, в частности, позитронами, то есть, античастицами электронов. Не поддавайтесь, однако, панике: не в человеческих силах съесть столько бананов, чтобы проявился какой бы то ни было эффект радиоактивности.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_k’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Радиоактивное излучение к нам приходит не только с нашей планеты, но и из космоса. К счастью, его большую часть захватывает атмосфера или магнитное поле Земли, тем самым защищая нас от его негативных последствий. Вторичное же излучение возникает только при взаимодействии космического излучения с молекулами воздуха в атмосфере. Частица, которую физики назвали Oh-My-God (англ боже мой), был частица, обнаруженная детектором космического излучения в 1991 году. Она приобрела такое имя, потому что ее энергия была во много раз выше, чем энергия любой другой наблюдаемой частицы.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_l’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Стандартная модель является нынешней общепринятой моделью частиц и взаимодействий.
Ее можно представить себе довольно легко. Давайте разделим частицы стандартной модели на две воображаемые группы, кирпичи и строительный раствор. Под кирпичом мы понимаем первую группу частиц, которые образуют ткани и из которых построена вселенная. К частицам вещества относятся кварки и лептоны. А как строительный раствор можно представить другую группу частиц — носителей сил. Речь идет о своего рода связующем, которое удерживает предметы в пространстве вместе и отвечает за их взаимодействие.
Стандартная модель включает в себя также бозон Хиггса — частицу, которую ученые искали более полувека, а обнаружили лишь CERNв 2013 году.
Стандартная модель физики элементарных частиц сначала казалось окончательной теорией всего, которая может объяснить всю физику. Как и во всех других отраслях физики, эта теория столкнулась с ситуациями, которые она не может объяснить. Это хоть и означает, что она не совсем правильна, но даже и с учетом этого стандартная модель очень полезна и предоставляет пространство для дальнейшего исследования.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_m’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Самые быстрые частицы, с которыми можно встретиться – это или частицы из космического излучения или те, которые мы искусственно ускорим на ускорителях частиц. Как предсказала Специальная теория относительности Альберта Эйнштейна, наблюдателям таких частиц кажется, что время у частиц течет медленнее. У частиц нету часов, но если они неустойчивы, мы можем наблюдать, через какое время распадется такая частицы, и сравнить это с частицей, которая не двигается. Затем мы выясним, что подвижные частицы распадаются медленнее, или их время течет медленнее.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_n’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Элемент является радиоактивным, если он не доволен количеством нейтронов, находящимися в его ядре. Таким образом, если мы хотим создать радиоактивный элемент, мы должны «навязять» какие-то нейтроны или протоны. Такое превращение называется трансмутацией и осуществляется облучением материала радиоактивными излучением, например, альфа-частицами, протонами или нейтронами.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_o’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
При радиоактивном распаде высвобождается много энергии, которую несет излучение. Однако мы не можем воспользоваться энергией частиц излучения, прямо, так что оставляем ее впитаться в материал, который, тем самым нагревается. Впоследствии мы извлекаем тепло, испаряем из него воду, а затем производим электроэнергию с помощью паровой турбины. Можно сказать, что речь идет о тех же угольных электростанциях с другим способом нагрева воды.
Toggle title
pll_e(‘pr_s7_p’);[/insert_php]» open=»false» el_class=»question-toggle» width=»1/1″ el_position=»first last»]
Радиоактивное излучение также иногда называют ионизирующее излучение. Это название указывает на способность извлекать электроны из молекул. Если это случится, возникает так называемый свободный радикал, который является очень реактивным видом молекулы. Свободные радикалы внутри клеток нашего тела могут вступить в контакт с молекулами ДНК, несущими генетическую информацию. У клеток много механизмов, как с этим справиться, но если таких атак слишком много, это может привести к появлению рака или болезни от радиации.