Радиоактивность. Радиоактивность - самопроизвольное превращение неустойчивого изотопа одного u1093 химического элемента в изотоп другого элемента

Радиоактивность - самопроизвольное превращение неустойчивого изотопа одного u1093 химического элемента в изотоп другого элемента, сопровождающееся испусканием элементарных частиц или ядер. Радиоактивность, проявляемая природными изотопами элементов, называется естественной радиоактивностью. Самопроизвольный распад ядер описывается уравнением:

mt = m0 • (1/2)t / T1/2

где mt и m0 - массы изотопа в момент времени t и в начальный момент времени;

Т1/2 - период полураспада, который является постоянным для данного изотопа. За время Т1/2 распадается половина всех ядер данного изотопа.

Основные виды радиоактивного распада:

α - распад. Сопровождается потоком положительно заряженных ядер

атома гелия

⁴₂ Не (α - частиц) со скоростью 20000 км/с. При этом заряд Z исходного ядра уменьшается на 2 единицы (в единицах элементарного заряда), а массовое число А - на 4 единицы (в атомных единицах массы).

Z' = Z – 2 A' = A – 4

т.е. образуется атом элемента, смещенного по периодической системе на две клетки влево, от исходного радиоактивного элемента, а его массовое число на 4 единицы меньше исходного:

²²⁶₈₂ Ra → ²²²₈₀ Rh + ⁴₂ He

β - распад. Излучение ядром атома потока электронов со скоростью 100'000- 300'000 км/с. (Электрон образуется при распаде нейтрона ядра. Нейтрон может распадаться на протон и электрон.) При β - распаде массовое число изотопа не изменяется, поскольку общее число протонов и нейтронов сохраняется, а заряд ядра увеличивается на 1. (Химический элемент смещается в периодической системе на одну клетку вправо, а его массовое число не изменяется):

²³⁴₉₀ Th → ²³⁴₉₁ Po + 1ē

γ - распад. Возбужденное ядро испускает электромагнитное излучение с очень малой длиной волны и высокой частотой, обладающее большой проникающей способностью, при этом энергия ядра уменьшается, массовое число и заряд остаются неизменными (химический элемент не смещается в периодической системе, его массовое число не изменяется, и лишь ядро его атома переходит из возбужденного состояния в менее возбужденное).

Ядерные реакции - превращения ядер, происходящие при их столкновении друг с другом или с элементарными частицами. Первая искусственная ядерная реакция была осуществлена Э.Резерфордом (1919 г.) при бомбардировке ядер азота α - частицами:

¹⁴₇ N + ⁴₂ He → ¹⁷₈ O + ¹₁ H

С помощью ядерных реакций были получены изотопы многих химических элементов и ядра всех химических элементов с порядковыми номерами от 93 до 110. При химических реакциях ядра атомов остаются без изменений, изменяется лишь строение электронных оболочек вследствие перераспределения электронов между атомами. Способностью атомов отдавать или присоединять электроны определяются его химические свойства.

Описание микромира: Квантовая теория