radioaktivni i stabilni izotopi -...
TRANSCRIPT
![Page 1: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/1.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
Radioaktivni
i stabilni
izotopi
Milivoj Uroić,Institut Ruđer Bošković
1
![Page 2: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/2.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
Svijet sadrži atome samo stotinjak elemenata...
2
![Page 3: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/3.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
Elementi, izotopi
Kako su nastali?Kako se ponašaju
radioaktivni izotopi?
Zašto smo okruženi uglavnom stabilnim
izotopima?
Za što se sve koriste različiti
izotopi?
3
![Page 4: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/4.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
Koncept raspada na manje
apstraktnom primjeru... kuhinja
4
![Page 5: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/5.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
Nakon stotinjak godina
ostali su stol i zidovi...
5
![Page 6: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/6.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
Nakon 2000 godina
ostaje samo kamen...
6
![Page 7: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/7.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
...na temelju nađenih objekata možemo odrediti (procijeniti) starost
...pri tom moramo poznavati vijek trajanja objekata koje nalazimo
Radioizotopi kemijskih elemenata su IDEALNI mjerači vremena, imaju vijek trajanja i matematički predvidljiv vremenski tijek raspada...
Pogledajmo pobliže elemente i izotope:7
![Page 8: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/8.jpg)
81 element ima ukupno 263 stabilna izotopa.
Ostali su RADIOAKTIVNI i imaju vrijeme
(polu)raspada.
8
wikipedija
![Page 9: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/9.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
9
Zastupljenost težina atoma
(Sunčev sustav)
![Page 10: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/10.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
Pogledajmo detalje zemljovida
jezgara...npr. kisik
10
![Page 11: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/11.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
Element tehnecij nema
stabilnih izotopa...
11
![Page 12: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/12.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
Zlato ima jedan stabilan izotop...
12
![Page 13: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/13.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
Zlato ima jedan stabilan izotop...
13
![Page 14: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/14.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
Uran nema stabilnih izotopa...
...ali ima dva izotopa koji žive toliko dugo da su tu OD NASTANKA ZEMLJE!
14
![Page 15: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/15.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
U prirodi nalazimo SVE stabilne izotope, pa znamo da su nastali i radioaktivni, ali su se u međuvremenu uglavnom raspali u stabilne
Ostaci radioaktivnog raspada nam daju uvid u trenutak nastanka ili grupiranja atoma u nekom uzorku
Tek je nuklearna fizika dala metode određivanja starosti Zemlje i geoloških epoha
15
![Page 16: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/16.jpg)
Matematički kutak:
16
A
T
t
T
t
NM
mN
T
NA
TN
dt
dNtA
NtN
)2ln(
)2ln(2)(
2)(
0
0
T – vrijeme poluraspada
N – broj atoma
A – aktivnost, broj raspada u sekundi
![Page 17: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/17.jpg)
Krive predodžbe o radioaktivnosti
Radioaktivnost je isključivo produkt ljudske djelatnosti
Radioaktivnost postoji u prirodnom materijalu. Većina kratkoživućih izotopa nije u prirodi prisutna zato što su se (davno) raspali
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
17
![Page 18: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/18.jpg)
Krive predodžbe o radioaktivnosti
Radioaktivni se atomi raspadaju na sastavne dijelove
Raspadi atoma se odvijaju prema stanju niže energije, što uglavnom rezultira stabilnim atomom drugog kem. elementa istog masenog broja
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
18
![Page 19: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/19.jpg)
Krive predodžbe o radioaktivnosti
Radioaktivni npr. ugljik se kemijski ponaša drukčije od “normalnog” ugljika
Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili radioaktivni. Radioizotop se lakše detektira, upravo zbog svog raspada.
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
19
![Page 20: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/20.jpg)
Krive predodžbe o radioaktivnosti
Mjerenje dugog vremena poluraspada ne može biti precizno ako za radioaktivnost znamo tek stotinjak godina
Mjerenjem aktivnosti i mase, vrijeme poluraspada se svodi na poznavanje Avogadrove konstante. Omjer broja raspada i ukupnog broja atoma može biti toliko velik da u sekundi određuje vrlo duga vremena poluraspada
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
20
![Page 21: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/21.jpg)
Krive predodžbe o radioaktivnosti
Kad prođe dovoljno vremena, u radioaktivnom uzorku su drukčiji atomi
Raspadom radioizotopa nastaju jezgre-kćerke, a neraspadnuti atomi su identični onima na početku tj. nisu “ostarili”
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
21
![Page 22: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/22.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
22
Datiranje
pomoću 14C
(T=5730 godina)
![Page 23: Radioaktivni i stabilni izotopi - FULIRfulir.irb.hr/2682/1/Milivoj-Uroic-2016-Radioaktivni_i...Izotopi nekog elementa kemijski se ponašaju jednako, bez obzira jesu li stabilni ili](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041716/5e4b2e9b9f85e4245454fc94/html5/thumbnails/23.jpg)
Ponedjeljak, 21.3.2016. - Milivoj Uroić,Radionica IRB
23
Stabilni izotopi kisika u fotosintezi
Fotosinteza:
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
U ranim fazama istraživanja postavilo se pitanje potječe li nastali kisik iz vode ili ugljik dioksida?
H218O stvara kisik bogat izotopom 18O
C18O2 stvara “običan” kisik
Slijedi da kisik dolazi iz vode, što daje uvid u redoslijed