Giải SGK Vật lí 12 KNTT Bài 23. Hiện tượng phóng xạ có đáp án

Nguyên nhân do uranium tự phân rã phát ra các tia phóng xạ tạo ra các vết sáng trên tấm phim.

Hiện tượng phóng xạ xảy ra có tính tự phát, không phụ thuộc vào các yếu tố môi trường như nhiệt độ, áp suất, …

Không điều khiển được hiện tượng phóng xạ, vì hiện tượng này xảy ra tự phát trong tự nhiên.

- Số lượng phân ra trong các khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau là khác nhau.

- Không thể dự đoán được thời điểm xảy ra và số lượng phân rã phóng xạ.

Tính chất tia phóng xạ α:

- Tốc độ khoảng 2.10⁷ m/s.

- Tia α làm ion hoá mạnh các nguyên tử trên đường đi của nó và mất năng lượng rất nhanh.

- Tia α chỉ đi được tối đa khoảng 8 cm trong không khí và không xuyên qua được tờ bìa dày 1 mm.

- Bị lệch về bản âm khi đi qua điện trường, từ trường.

Phương trình ${}_{92}^{235}U{\to }_2^{4}He{+}_{90}^{231}X$ 

- Tia γ là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (dưới 10^-11 m), có năng lượng cao.

- Tia γ có khả năng xuyên thấu lớn hơn nhiều so với tia β và α.

- Tia γ không bị lệch khi đi qua điện trường, từ trường.

Phương trình: ${}_{43}^{99}T{c}^{*}{\to }_{43}^{99}Tc+\gamma$

Do tia phóng xạ α và β⁺ mang điện dương nên khi qua điện trường, từ trường nó sẽ bị lệch bề bản âm, còn tia β^- mang điện âm sẽ bị lệch về bản dương.

Tia γ không mang điện nên truyền thẳng, không bị lệch.

Khả năng đâm xuyên của các tia phóng xạ khác nhau vì:

- Tia α làm ion hoá mạnh các nguyên tử trên đường đi của nó và mất năng lượng rất nhanh nên nó chỉ đi được khoảng 8 cm trong không khí và không xuyên qua được tờ bìa dày 1 mm.

- Tia β cũng làm ion hoá môi trường nhưng yếu hơn so với tia α nên nó có thể đi được quãng đường dài hơn, tới vài mét trong không khí và có thể xuyên qua được lá nhôm dày cỡ milimét.

- Tia γ là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (dưới 10^-11 m), có năng lượng cao nên nó có thể đâm xuyên lớn hơn tia phóng xạ α và β.

Cứ sau một khoảng thời gian xác định T thì một nửa số hạt nhân hiện có sẽ bị phân rã, biến đổi thành hạt nhân khác; T được gọi là chu kì bán rã của chất phóng xạ.

Từ đề bài suy ra số hạt nhân còn lại bằng 25% số hạt nhân ban đầu.

$N=N_0{2}^{-\frac{t}{T}}\Rightarrow 25\%N_0=N_0{2}^{-\frac{244}{T}}\Rightarrow T=122s$ 

Hằng số phóng xạ đặc trưng cho từng loại chất phóng xạ.

a) Các loại phơi nhiễm phóng xạ

Phơi nhiễm phóng xạ có thể do hai nguyên nhân là chiếu xạ hoặc ô nhiễm phóng xạ. Cụ thể:

- Chiếu xạ: Ở trường hợp này, người bệnh bị nhiễm phóng xạ do tiếp xúc với tia bức xạ. Các tia bức xạ có thể gây nhiễm xạ toàn bộ cơ thể hoặc chỉ một số cơ quan trên cơ thể.

- Ô nhiễm phóng xạ: Người bệnh bị phơi nhiễm phóng xạ do tiếp xúc ngoài ý muốn với các chất phóng xạ, ví dụ như bụi hoặc chất lỏng. Trường hợp nhiễm phóng xạ theo hình thức này có thể xảy ra ở trong cơ thể hoặc ngoài cơ thể. Nhiễm xạ ngoài cơ thể xảy ra do các chất phóng xạ dính trên da, quần áo... thông qua cọ xát, tiếp xúc rồi gây hại cho cơ thể. Nhiễm xạ trong cơ thể xảy ra do ăn uống, hít thở các chất bị nhiễm phóng xạ và trường hợp này sẽ khó để có thể loại bỏ hơn so với nhiễm phóng xạ ngoài.

b) Biểu hiện khi bị phơi nhiễm phóng xạ

- Buồn nôn và nôn: Đây là triệu chứng điển hình của nhiễm phóng xạ giai đoạn đầu. Lượng nhiễm phóng xạ càng nhiều thì biểu hiện buồn nôn và nôn sẽ càng xuất hiện sớm. Với những người bệnh có triệu chứng này ngay sau khi tiếp xúc với các tia bức xạ rất dễ bị tử vong.

- Chảy máu không nguyên nhân: Chảy máu ở một số vùng như chảy máu lợi, chảy máu mũi, chảy máu khoang miệng, nội tạng và nôn ra máu.

- Đi ngoài ra máu: Các tế bào bị nhiễm phóng xạ tăng trưởng với tốc độ nhanh gây kích thích thành ruột, gây nên hiện tượng đi ngoài ra máu.

- Da bong tróc: Vùng da phơi nhiễm với phóng xạ dễ nóng rát, nổi mụn nước, da dễ chuyển thành màu đỏ, dễ bị tổn thương tương tự như phơi nắng quá lâu.

- Rụng tóc: Chân lông và chân tóc bị phơi nhiễm phóng xạ gây tổn thương. Người bệnh có thể bị rụng nhiều tóc trong một khoảng thời gian ngắn.

- Mệt mỏi: Cơ thể bị nhiễm phóng xạ dễ mệt mỏi, suy yếu, thiếu máu do lượng hồng cầu trong máu giảm, tăng nguy cơ bị hôn mê.

- Đau cổ họng.

- Dễ bị viêm nhiễm: Người bệnh dễ mắc các bệnh viêm nhiễm do lượng bạch cầu bị suy giảm, hệ miễn dịch của cơ thể cũng bị suy giảm.

- Phổi: Gây bệnh ung thư phổi.

- Bệnh tim mạch: Hủy hoại trực tiếp đến các mạch máu nhỏ, có thể gây suy tim và tử vong.

- Sinh dục: Suy thoái tiền liệt tuyến, tinh hoàn, buồng trứng, gây ung thư vú.

- Tủy xương: Nguy cơ lớn mắc các bệnh ung thư máu, máu trắng

c) Cách phóng tránh nhiễm phóng xạ:

- Bảo vệ khỏi tiếp xúc với bức xạ được thực hiện bằng cách tránh ô nhiễm chất phóng xạ; bằng cách giảm thiểu thời gian tiếp xúc; tạo khoảng cách lớn nhất đến nguồn bức xạ, và che chắn nguồn. Trong một số quy trình chẩn đoán hình ảnh liên quan đến bức xạ ion hóa và trong quá trình xạ trị, các bộ phận của cơ thể ở gần, nhưng không phải là mục tiêu của quy trình chẩn đoán hình ảnh hoặc điều trị, nên được che chắn bằng chì ở mức độ có thể.

- Sau khi môi trường bị nhiễm xạ ở mức cao lan rộng do tai nạn nhà máy điện hạt nhân hoặc cố ý giải phóng chất phóng xạ, có thể giảm thiểu phơi nhiễm với phóng xạ bằng các cách di chuyển khỏi khu vực bị nhiễm xạ.

Một số địa điểm có nguy cơ phóng xạ cao:

- Nhà máy điện hạt nhân

- Phòng chụp chiếu Xquang, chụp cắt lớp, …

- Phòng thí nghiệm hoá học, phòng đặt máy gia tốc

- Thùng đựng hoá chất độc hại

Nếu gặp các biển cảnh báo đó chúng ta cần tuân thủ đúng hướng dẫn của biển cảnh báo, nội quy phòng làm việc đó, tránh xa khu vực đó nếu không cần thiết.

Bên cạnh đó, các biện pháp hành chính cần được thực hiện để đảm bảo an toàn cho người làm việc với phóng xạ cũng như những người không liên quan và môi trường như:

• Xây dựng nội quy an toàn phóng xạ.

• Gắn biển cảnh báo phóng xạ

• Thiết lập vùng kiểm soát và vùng giám sát.

Việc tuân thủ quy tắc an toàn phóng xạ có vai trò:

- Đảm bảo sức khoẻ, tính mạng cho con người

- Đảm bảo tránh ô nhiễm môi trường do phóng xạ

Người ta đã áp dụng nguyên tắc an toàn phóng xạ là Che chắn phóng xạ. Như đã biết, các tia phóng xạ có thể được chặn lại bằng những vật liệu phù hợp. Do đó, việc che chắn phóng xạ có thể được thực hiện bằng cách trang bị các màn chắn như tường bê tông, cửa chì có độ dày cần thiết, trang phục bảo hộ (mắt kính, găng tay, quần áo bảo hộ có chì).

• Cách xác định niên đại của các di vật khảo cổ bằng phóng xạ:

Khi thực vật chết đi, không còn hấp thụ CO₂ trong không khí và ${}_6^{14}C$ không còn tái sinh trong thực vật đó nữa. Vì ${}_6^{14}C$ phóng xạ nên số lượng ${}_6^{14}C$ giảm dần trong thực vật đó. Nói cách khác, tỉ lệ K (14) trong thực vật đang xét giảm đi so với tỉ lệ đó trong không khí. So sánh hai tỉ lệ đó cho phép ta xác định thời gian từ lúc thực vật đó chết cho đến nay. Động vật ăn thực vật nên tỉ lệ K (14) trong cơ thể cũng giảm sau khi chết. Vì vậy, có thể xác định tuổi các mẫu xương động vật tìm được trong các di chỉ khảo cổ bằng phương pháp này. Ngoài phương pháp xác định tuổi các mẫu vật có nguồn gốc hữu cơ dựa vào tính chất phóng xạ ${}_6^{14}C$, người ta còn sử dụng nhiều phương pháp khác để xác định tuổi các mẫu vật vô cơ dựa vào tính chất phóng xạ của ${}_{92}^{238}U;{}_{19}^{40}K;{}_{17}^{36}Cl$; ...

• Biết cách phòng tránh khi thấy biển cảnh báo vị trí có phóng xạ nguy hiểm.

- Khi thấy biển cảnh báo vị trí có phóng xạ nguy hiểm cần rời vị trí đó ngay lập tức, xa nhất có thể.

• Chúng ta vẫn có thể tiếp xúc với các nguồn phóng xạ một cách an toàn. Vì chúng ta đã biết đến quy tắc an toàn phóng xạ, khi cần thao tác trực tiếp với nguồn phóng xạ, chúng ta cần đảm bảo khoảng cách an toàn bằng việc sử dụng các kẹp dài, các phương tiện điều khiển từ xa hoặc cánh tay robot, có sự che chắn để đảm bảo an toàn.