דעיכה רדיואקטיבית ושלושת הסוגים של קרניים
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| radioactivity/ˌreɪdɪəʊækˈtɪvɪti/ | רדיואקטיביות |
| radioactive decay/ˌreɪdɪəʊˈæktɪv dɪˈkeɪ/ | דעיכה רדיואקטיבית |
| spontaneous/spɒnˈteɪnɪəs/ | ספונטני |
| background radiation/ˈbækɡraʊnd ˌreɪdɪˈeɪʃn/ | קרינה רקע |
| radon/ˈreɪdɒn/ | רדון |
| cosmic rays/ˈkɒzmɪk reɪz/ | קרני קוסם |
| count rate/kaʊnt reɪt/ | קצב ספירה |
| alpha/ˈælfə/ | חלקיק אלפא |
| ionising/ˈaɪənaɪzɪŋ/ | מיינן |
| beta/ˈbiːtə/ | חלקיק בטה |
| gamma/ˈɡæmə/ | קרני גמא |
גרעינים לא יציבים
- חלק מהגרעינים הם לא יציבים — בקרוב או מאוחר יותר הם מתפרקים ושולחים קרינה.
- גלאי גייגר מלחש כשהוא מזהה כל אשכול.
- זו רדיואקטיביות, והיא מגיעה בשלושה סוגים.
דעיכה רדיואקטיבית
- גרעין לא יציב מתפרק ופולט קרינה — דעיכה רדיואקטיבית.
- גרעין עשוי להיות לא יציב כי יש בו יותר מדי נייטרונים או שהוא כבד מדי.
- הדעיכה היא ספונטנית (אי אפשר להאיץ אותה או להאט אותה) ומקורית (אי אפשר לדעת איזה גרעין יהיה הבא, או מתי בדיו).

גלאי גייגר מזהה וסופר קרינה
קריעה רדיואקטיבית
N = N₀·bᵗ
מספר הגרעינים הלא יציבים דועך באופן אקספוננציאלי.
דעיכה רדיואקטיבית היא ספונטנית ואקראית. משמעות הדבר:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ספונטני = לא מופעל ולא ניתן לשליטה; אקראי = אי אפשר לומר איזה גרעין ידעוך הבא או מתי בדיו.
קרינת רקע ומדידה
- חלק מהקרינה נמצאת סביבנו בכל עת — קרינת רקע.
- מקורות עיקריים: גז רדון (בדרך כלל הגדול ביותר), סלעים ובניינים, מזון ושתייה, קרניים קוסמיות מחוץ למרחב.
- גלאי וסופר מספקים את קצב הספירה (ספירות לשנייה או לדקה).
- כדי למצוא את הקצב האמיתי של המקור, יש להחסיר את הרקע:

הטיית קרינה בשדה חשמלי
מקור מודד $250$ ספירות/דקה. הרקע הוא $30$ ספירות/דקה. מהי קצב הספירה המתוקן, בספירות/דקה?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
מתוקן = נמדד − רקע = $250 - 30 = 220$ ספירות/דקה.
שלושת סוגי הקרינה
- אלפא α (α) — גרעין הליום (טעון $+2$): הכי יוניזציה, הכי פחות חדירות — עצור על ידי נייר.
- בטה β (β) — אלקטרון מהיר (טעון $-1$): בינוני — עצור על ידי כמה מ"מ אלומיניום.
- גاما γ (γ) — גל אלקטרומגנטי אנרגטי (ללא טעון): הכי פחות יוניזציה, הכי חדירות — מצטמצם רק על ידי עופרת עבה.

התאם כל סוג קרינה למה עוצר אותה.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
אלפא הוא הפחות חודר (נייר), בטא חודר במידה בינונית (אלומיניום), גמא הוא החודר ביותר (עופרת עבה מפחיתה אותו רק מעט).
איזה סוג קרינה הוא המיונן ביותר אך הפחות חודר?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
אלפא הוא המיונן ביותר (טעון +2 גדול, איטי וכבד) אך נספג בקלות — הוא הפחות חודר.
משוואות סטייה ודעיכה
- מכיוון ש-α ו-β טעונים, שדות חשמליים/מגנטיים מסיטים אותם — בכיוונים הפוכים (הקליל יותר, β, נשבר יותר). גמא (ללא מטען) אינו מוסט.
- דעיכת אלפא: אובדים 2 פרוטונים + 2 נייטרונים, לכן $A$ יורד ב-4 ו$Z$ יורד ב-2.
- דעיכת בטא: נייטרון הופך לפרוטון + האלקטרון הנפלט, ולכן $A$ נשאר זהה ו$Z$ עולה ב-1, לדוגמה: $^{24}_{11}\text{Na} \rightarrow {}^{24}_{12}\text{Mg} + {}^{\ \ 0}_{-1}\beta$.
- גמא: רק אנרגיה יוצאת, ולכן $A$ ו$Z$ אינם משתנים.
כאשר גרעין פולט חלקיק אלפא, מספר הנוקלאונים A ומספר הפרוטונים Z משתנים ב:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
חלקיק אלפא מורכב מ-2 פרוטונים ו-2 נייטרונים, ולכן A יורד ב-4 ו-Z יורד ב-2.
קרינת גמא מושפעת על ידי שדה מגנטי.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
קרני גמא אינן טעונות, ולכן אינן מושפעות. רק חלקיקים טעונים כמו אלפא ובטא מתכופפים בשדות.
הבנתך מושלמת
- הדעיכה היא ספונטנית ואקראית; קצב מתוקן = קצב נמדד − רקע
- α (גרעין He, +2): המיוין ביותר, נעצר על ידי נייר
- β (אלקטרון, −1): בינוני, נעצר על ידי אלומיניום; γ (גל א.מ.): החודר ביותר, עופרת
- דעיכת α: $A{-}4$, $Z{-}2$ · דעיכת β: $A$ זהה, $Z{+}1$ · γ: אין שינוי; רק α ו-β מוסטים