microbik.ru
1

Блохина Вероника Александровна,

учитель физики МАОУ «Лицей №3 им. А.С. Пушкина» г. Саратова

Компетентностно – ориентированное задание

«Радиоактивные превращения атомных ядер»

Предмет

Физика

Класс

9

Компетентность

Компетентность:

1. Информационная

2. Разрешения проблем

Аспект

1. Извлечение первичной информации; обработка информации

2. Действия по решению проблемы

Уровень

1. Первый: второй

2. Второй


1. ЭОР: Альфа-, бета- и гамма-распад

2. Учебник «Физика - 9», А.В. Перышкин, § 58

Стимул

Представьте, что вам необходимо сделать «открытие». Вам предстоит самостоятельно сформулировать правила смещения.

Задачная формулировка

Составьте алгоритм записи ядерной реакции при:

1. α−распаде .

2. β−распаде .

3. γ−распаде .

Бланк выполнения задания

Таблица «Типы радиоактивного распада (Правило смещения)».

Инструмент проверки

Модельный ответ

Критерии оценки выполненного задания.


В 1913 Ф. Содди и К. Фаянс независимо друг от друга сформулировали правило смещения, позволяющее предсказать место в периодической системе элемента — продукта радиоактивного распада.
Представьте, что вам необходимо сделать «открытие». Вам предстоит самостоятельно сформулировать правило смещения.

  1. Ознакомьтесь с дополнительной информацией, внимательно просмотрите анимацию: ЭОР: Альфа-, бета- и гамма-распад.

  2. Составьте алгоритм записи ядерной реакции при: α−распаде, β−распаде, γ−распаде.

  3. Сформулируйте правила, которые позволят определить химический элемент, являющийся продуктом радиоактивного распада.

  4. Информацию внесите в таблицу.


Дополнительная информация.
α-распад

α-распадом называют самопроизвольный распад атомного ядра на дочернее ядро и α-частицу (ядро атома 4He).

α-распад, как правило, происходит в тяжёлых ядрах с массовым числом А≥140 (хотя есть несколько исключений). Внутри тяжёлых ядер за счёт свойства насыщения ядерных сил образуются обособленные α-частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов. Образовавшаяся α-частица подвержена большему действию кулоновских сил отталкивания от протонов ядра, чем отдельные протоны. Одновременно α-частица испытывает меньшее ядерное притяжение к нуклонам ядра, чем остальные нуклоны.
Естественная радиоактивность мужчин и женщин

Естественная радиоактивность мужчин и женщин различна из-за разного содержания в их организме изотопа калия – 40.

Весь имеющийся на Земле калий-40 образовался одновременно с возникновением самой планеты и с тех пор постепенно распадался. Своим существованием на сегодняшний день нуклид обязан большому периоду полураспада (1,248·109 лет).

Распад калия-40 происходит по двум направлениям один из которых β−-распад (вероятность 89,28 %):

\mathrm{{}^{40}_{19}k}\rightarrow\mathrm{{}^{40}_{20}ca}+ e^- + \bar{\nu}_e \,;


Калий-40 вынужденно присутствует в живых организмах наряду с другими изотопами калия. Концентрация этого элемента в питьевой воде составляет ~3·10−4 мг/л, что приводит к радиоактивности воды на уровне 2·10−12 Ки/л. Эта величина чрезвычайно мала и не ведёт к каким-либо вредным последствиям для организма.

Наличие калия-40 в теле человека обусловливает его природную радиоактивность на уровне 4-5 кБк в зависимости от массы. Это примерно 80-85 % всей радиоактивности организма. Оставшаяся часть исходит от изотопа 14С.

Изотоп калий-40 является бета-активным и имеет период полураспада 1.251·109 лет. Не смотря на невысокое содержание изотопа 40K в природном калии и довольно большой период его полураспада, радиоактивность калия можно легко обнаружить даже с помощью простых приборов. В грамме природного калия каждую секунду происходит 32 распада ядер калия-40. Это соответствует радиоактивности 32 беккереля, или 865 пикокюри.

Считается, что радиоактивный распад 40K является одним из основных источников геотермальной энергии, которая выделяется в недрах Земли (мощность оценивается в 44 ТВт). В минералах, содержащих калий, постепенно накапливается изотоп 40Ar, который является продуктом распада 40K. Измеряя соотношение между изотопами 40K и 40Ar можно измерять возраст горных пород. На этом принципе основан калий-аргоновый метод определения возраста, который является одним из основных методов ядерной геохронологии.

С другой стороны, калий является одним из важнейших биогенных элементов, которые необходимы для всего живого.



Таблица «Типы радиоактивного распада (Правило смещения)»

Тип распада

Уравнение распада

Сформулируйте правило

Схематическое изображение-инструкция для работы с таблицей Менделеева

α−распад





















начало таблицы









конец таблицы



β−распад



















начало таблицы









конец таблицы



γ−распад










Модельный ответ:


Таблица «Типы радиоактивного распада (Правило смещения)»

Тип распада

Уравнение распада

Какое перемещение в таблице Менделеева происходит?

Схематическое изображение-инструкция для работы с таблицей Менделеева

α−распад



При альфа-распаде одного химического элемента образуется другой химический элемент, происходит перемещение химического элемента на две клетки влево.













начало таблицы









конец таблицы



β−распад



При бета-распаде одного химического элемента образуется другой элемент, который расположен в таблице Менделеева в следующей клетке за исходным (на одну клетку ближе к концу таблицы).













начало таблицы









конец таблицы



γ−распад









Модельный ответ:

Таблица составлена самостоятельно, без подсказки

10 баллов

Таблица составлена с подсказкой (использование ЭОР)

8 баллов

Инструкция не составлена

0 баллов

За каждую пустую графу таблицы либо ошибку

-1 балл


Критерии оценки выполненного задания:

8-10 баллов – «отлично»,

6-7 баллов – «хорошо»,

3-5 баллов – «удовлетворительно»,

2-0 баллов – «неудовлетворительно»