Jaká je radioaktivita?

V tomto článku se budeme seznámit s pojmem "radioaktivita". Tento pojem budeme zvážit obecně z hlediska průběhu procesu rozpadu. Pojďme analyzovat hlavní typy záření, zákon o úpadku, historické údaje a mnoho dalšího. Pojďme se zabývat konceptem "izotopu" a seznámit se s fenoménem elektronického rozkladu.

Úvod

Radioaktivita je kvalitativní parametr atomů, který umožňuje, aby některé izotopy spontánně rozpadly a vyzařovaly záření. První potvrzení tohoto tvrzení provedl Becquerel, který provedl experimenty s uranem. Z tohoto důvodu byly na jeho počest jmenovány paprsky emitované uranem. Fenomén radioaktivity je uvolňování alfa nebo beta částic z jádra atomu. Radioaktivita se projevuje ve formě expanze atomového jádra určitého prvku a umožňuje jeho transformaci z atomu jednoho prvku do druhého.

V průběhu tohoto procesu se počáteční atom rozpadá a následně se přemění na atom, který charakterizuje jiný prvek. Výsledkem vysunutí čtyř alfa částic z atomového jádra bude snížení počtu hmotností, které tvoří samotný atom, čtyřmi jednotkami. To vede k posunu v periodické tabulce o několik pozic vlevo. Tento jev je způsoben tím, že během "alfa výstřelu" byly vyhozeny 2 protony a 2 neutrony. A číslo prvku, jak si připomíme, odpovídá počtu protonů v jádře. Pokud byla vysunuta beta částice (např^-) pak proběhne transformace neutronu z jádra do jednoho protonu. To vede k posunu periodické tabulky o jednu buňku doprava. Hmotnost se mění na extrémně malé hodnoty. Emise záporně nabitých elektronů je spojena s emisemi gama paprsků.

Zákon úpadku

Radioaktivita je fenomén, v němž se izotop rozpadá v radioaktivní formě. Tento proces je předmětem zákona: čisté atomy (n), které se rozpadají v jednotkové době, jsou úměrné počtu atomů (N), které jsou k dispozici v určitém čase:

n = lambda-N.

V tomto vzorci je koeficient lambda - implikuje trvalý úbytek radioaktivního charakteru, který souvisí s poločasem rozpadu izotopu (T) a odpovídá následujícímu tvrzení: lambda = 0,693 / T. Z tohoto zákona vyplývá, že po uplynutí doby rovnající se poločasu poločasu bude kvantitativní hodnota izotopu nižší než dvakrát. Pokud jsou během radioaktivního (p-vého) rozpadu tvořen atomy budou mít stejnou povahu, začne jejich hromadění, který bude fungovat až do vzniku radioaktivního rovnováhy mezi dvěma izotopy: dítě a rodiče.

Teorie a radioaktivní rozklad

Rádioaktivita a rozpad jsou vzájemně souvisejícími předměty studia. První (p-nost) je možné díky druhému (procesu rozkladu).

Koncept radioaktivního rozpadu se charakterizuje jako transformace složení nebo struktury struktury atomového nestabilního jádra. Navíc je fenomén spontánní. Existuje emise elementární částice (nebo částic) nebo gamma kvantum, stejně jako uvolňování jaderných fragmentů. Nuklidy odpovídající tomuto procesu se nazývají radioaktivní. Tento termín se však také používá k popisu látek, jejichž jádra jsou také radioaktivní.

Přírodní radioaktivita je rozpad atomových jader, které se vyskytují přirozeně v spontánním pořadí. Umělý proces je stejný proces, jak jsme se zmínili výše, ale je prováděn člověkem pomocí umělých cest, které odpovídají speciálním jaderným reakcím.

Matka a dcera jsou ty jádra, které se rozpadají, a ty, které se tvoří jako konečný produkt tohoto rozkladu. Hmotové číslo a náboj dceřinné struktury jsou popsány v pravidle Soddyho vysídlení.

Fenomén radioaktivity zahrnuje různé spektra, které závisí na typu energie. V tomto případě spektrum alfa částic a kvarků y souvisí s nespojitým (diskrétním) typem spektra a částice beta jsou kontinuální.

Dosud jsme zjistili nejen rozpad alfa-gamma a beta, ale také detekci emisí protonů a neutronů. Byla také objevena koncepce hromadné radioaktivity a spontánního štěpení. Zachytávání elektronů, pozitronů a dvojitého rozpadu beta částic vstupuje do beta-rozpadové sekce a považuje se za jejich odrůdu.

Existují izotopy, které mohou být současně vystaveny dvěma nebo více typům rozpadu. Příkladem je vizmut 212, který tvoří 2/3 pravděpodobnost thalia 208 (s použitím alfa typ rozpadu) a 1/3 způsobí poloniového 212 (operace beta-rozpad).

Jádro, které vzniklo během takového rozkladu, může mít někdy stejné radioaktivní vlastnosti a po chvíli bude zničeno. Fenomén p-té rozpadu je jednodušší v nepřítomnosti stabilního jádra. Sekvence podobných procesů se nazývá řetězec rozpadu a nukleotidy, které vznikají, se nazývají radioaktivní jádra. Řady těchto prvků, které začínají uranu 238 a 235, a thorium-232, nakonec přichází do stavu stabilní nukleotidů, resp vést 206, a 207 a 208.

Fenomén radioaktivity umožňuje některé jádra (isobary) se stejným hmotnostním číslem proměnit se do sebe. To je možné kvůli rozpadu beta. Každý izobarický řetězec obsahuje od jednoho do tří stabilní nuklidy typu beta (nemají schopnost beta-rozpadu, ale mohou být nestabilní, např., Ve srovnání s jinými typy p-vého rozkladu). Zbytek souboru jader tohoto obvodu je beta-nestabilní. Aplikací beta - minus nebo beta - plus rozpad, je možné obrátit jádro do nuklidu beta - stabilní forma. Pokud existují takové nuklidy v isobarickém řetězci, pak jádro může začít podstoupit beta-pozitivní nebo negativní rozpad. Tento jev se nazývá snímání elektronů. Příkladem je rozpad rádionuklidu draslíku 40 na sousední beta - stabilní stavy argonu 40 a vápníku 40.

Izotopy

Radioaktivita je především rozklad izotopů. V současné době je člověk vědom více než čtyřiceti izotopů, které mají radioaktivitu a jsou v přírodních podmínkách. Převládající číslo se nachází v řadě r: uran-radium, thorium a aktinium. Všechny tyto částice existují a rozšiřují se v přírodě. Mohou být přítomny ve skále, ve vodách světových oceánů, rostlin a živočichů apod. A způsobují fenomén přírodní přirozené radioaktivity.

Kromě přirozeného rozsahu p-izotopů vytvořil člověk více než tisíc umělých druhů. Způsob výroby se nejčastěji realizuje v jaderných reaktorech.

Množství p-izotopů se používá a používá se k lékařským účelům, například k potírání rakoviny. Jsou velmi důležité v oblasti diagnostiky.

Obecné informace

Podstata radioaktivity spočívá ve skutečnosti, že atomy se mohou spontánně otáčet z jednoho do druhého. Přitom získávají stabilnější nebo stabilnější základní strukturu. F-ing jádro během transformace aktivně přiděluje atomy energetických zdrojů, které mají formu nabitých částic nebo k dosažení stavu gama kvantov- druhý zase tvoří odpovídající (gama), nebo elektromagnetického záření.

Již známe existenci radioaktivních izotopů umělé a přirozené povahy. Je důležité si uvědomit, že mezi nimi neexistuje žádný zvláštní a / nebo zásadní rozdíl. To je způsobeno vlastnostmi jádra, které lze určit pouze v souladu se strukturou jádra a nezávisí na způsobech stvoření.

Z historie

Jak již bylo zmíněno výše, objev radioaktivity byl způsoben pracemi Becquerel, které byly spáchány v roce 1896. Tento proces byl identifikován během experimentů na uranu. Konkrétně se vědec snažil způsobit, že emulze tlumí fotosemulzi a vystaví ionizační vzduch. Curie Curie paní byl první singulární, že naměřená hodnota intenzity záření v U. A současně s německým vědcem Schmidt, se ukázalo, p-ství thorium. Po objevu neviditelného záření, který ji nazval radioaktivní, byl pár Curie. V roce 1898 také objevili polonium - další pátý prvek, který byl uložen v uranových pryskyřicových rudách. Radium bylo objeveno Curieem také v roce 1898, ale o něco dříve. Práce byla provedena společně s Bemonem.

Po objevení mnoha p-th prvků bylo prokázáno a prokázáno, že všichni způsobují emise tří druhů, které mění jejich chování v podmínkách magnetického pole. Jednotkou radioaktivity je becquerel (Bq nebo Bq). Rutherford navrhl pojmenovat paprsky alfa, beta a gamma.

Alfa záření je sada částic s kladným nábojem. Beta paprsky jsou tvořeny elektrony, částicemi s negativním nábojem a nízkou hmotností. Gamma paprsky jsou analogy rentgenových paprsků a jsou reprezentovány ve formě elektromagnetických kvant.

V roce 1902 Rutherford a Soddy vysvětlili fenomén radioaktivity prostřednictvím libovolné přeměny atomu jednoho prvku na jiný. Tento proces se řídil náhodnými zákony a byl doprovázen přidělením energetických zdrojů, které měly formu gamma, beta a alfa paprsků.

M. Curie studoval přírodní radioaktivitu spolu s Debiernem. Obdrželi v roce 1910 kov - rádium - v čisté podobě a zkoumali jeho vlastnosti. Zvláště byla věnována pozornost měření trvalého úpadku. Debiern a Giselle objevili aktinium a Gan objevil atomy, jako jsou radioteori a mesotoria. Boltonwood popsal ionium a Gan a Maitner objevili protactinium. Každý izotop uvedených prvků, který byl otevřen, má radioaktivní vlastnosti. Pierre Curie a Laborde v roce 1903 popsali fenomén rozpadu rádia. Ukázali, že reakční produkty 1 gram Ra během jedné hodiny rozpadu produkují asi sto čtyřicet kalorií. Ve stejném roce nalezli Ramsay a Soddy, že uzavřená ampule rádia obsahuje hélium ve své plynné formě.

Práce takových vědců jako Rutherford, Dorn, Debiern a Giselle nám ukazují, že ve všeobecném seznamu produktů rozpadu U a Th obsahuje některé rychle se rozpadající látky - plyny. Mají svou vlastní radioaktivitu, ale nazývají se tomiovými nebo radiovými emanacemi. To platí i pro aktinium. Dokázali, že při rozpadu rádia se vytváří hélium a radon. Zákon radioaktivity o transformaci prvků byl nejprve formulován Soddym, Russellem a Fayansem.

Druhy záření

Objev tohoto jevu, který studujeme v tomto článku, se poprvé zabýval Becquerelem. Byl to ten, kdo objevil fenomén úpadku. Jednotky radioaktivity se proto nazývají becquerely (Bq). Nicméně, Rutherford dělal jeden z největších příspěvků k vývoji teorie r-dimenzionality. Soustředil své vlastní zdroje pozornosti na analýzu studovaného úpadku a dokázal zjistit povahu těchto transformací a také určil radiaci, které je doprovází.

Základem jeho závěrů je postulace přítomnosti alfa, gamma a beta záření, které jsou emitovány přírodními radioaktivními prvky a měření radioaktivity umožnilo izolovat tyto typy:

• Beta - záření je obdařené silnými pronikavými vlastnostmi. Je mnohem výkonnější než záření alfa, ale může být také odvráceno magnetickým a / nebo elektrickým polem ve směru opačném k větší vzdálenosti. To slouží jako vysvětlení a důkaz, že tyto částice jsou negativně nabité e^-. Abychom mohli vyvodit závěry o tom, že elektrony jsou vyzařovány, byl Rutherford schopen na základě analýzy poměru hmoty k náboji.
• Alfa - záření - vlny paprsků, které za atmosférického tlaku mohou překonat jen malé vzdálenosti (obvykle ne více než 7,5 centimetrů). Pokud je dáváme do x vakua, můžeme pozorovat, jak magnetické a elektrické pole ovlivňují záření alfa a vést k jeho odchýlení od původní trajektorie. Při analýze směru a velikosti odchylky a při zohlednění vztahu mezi nábojem a hmotností (e / m) můžeme dospět k závěru, že toto záření je proud částic s kladným nábojem. Poměr parametrů hmotnosti a náboje je totožný s hodnotou dvojnásobně ionizovaného atomu helia. Na základě své práce a použití spektroskopických studií dokázal Rutherford, že alfa záření je tvořeno jádry helia.
• gama záření - druh radioaktivity, který má mimo jiné i jiný druh záření. Nemůže být odkloněn působením magnetického pole, ani nemá náboj. Toto "tvrdé" záření, které je nejvíce nežádoucím způsobem ovlivnit živou hmotu.

Radioaktivní transformace

Dalším faktorem při tvorbě a specifikaci definice radioaktivity je objev atomových jaderných struktur Rutherford. Neméně důležité je také stanovení vztahu mezi řadou vlastností atomu a struktury jeho jádra. Koneckonců je to "jádro" částice, které určuje strukturu elektronové skořepiny a všechny vlastnosti chemického charakteru. To umožnilo plně rozluštit principy a mechanismus, kterými se uskutečňuje radioaktivní přeměna.

První úspěšná transformace jádra byla dokončena v roce 1919 Ernestem Rutherfordem. Použil "bombardování" jádra atomu N s použitím polonium-alfa částic. Důsledkem toho byla emise protonů dusíkem, následovala konverze na kyslíkové jádro-O17.

V roce 1934 získal Curieský pár radioaktivní izotopy fosforu umělou radioaktivitou. Jednalo se o hliník s částicemi alfa. Získané jádra P30 měly určité rozdíly od přirozených p-téch forem stejného prvku. Například během rozkladu nebyly emitované elektronické částice, ale pozitronové částice. Dále byly transformovány na stabilní křemíkové jádro (Si30). V roce 1934 došlo k objevu umělé radioaktivity a fenoménu pozitronového úpadku.

Zachycení elektronu

Jednou z tříd radioaktivity je elektronické zachycení (zachycení K). V tom jsou elektrony zachyceny přímo z obalů atomů. K-shell obecně vydává určitý počet neutronů a pak se přemění na nové "jádro" atomu se stejným indexem hmotnostního čísla (A). Počet atomů (Z) se však v porovnání s původním jádrem zmenší o 1.

Proces transformace jádra během zachycení elektronů a pozitronového úpadku je podobný účinek. Proto mohou být pozorovány současně během pozorování souboru atomů jednoho druhu. Elektronický záznam je vždy doprovázen emisí záření v rentgenové podobě. To je vysvětleno přechodem elektronu z vzdálenějšího jaderného orbitu na blízku. Tento jev je zase vysvětlen skutečností, že elektrony jsou roztržené z oběžných drah, které jsou blíže k jádru a jejich místo je usilováno o naplnění částic ze vzdálených úrovní.

Pojem isomerní přechod

Fenomén izomerického přechodu je založen na skutečnosti, že emise alfa a / nebo beta částic vede k excitaci určitých jader, které jsou ve stavu nadbytečné energie. Vypouští zdroje "flow" ve formě excitovaných gama kvant. Změna stavu jádra během pátého rozkladu vede ke vzniku a izolaci všech tří typů částic.

Studium izotopu stroncia 90 umožnilo zjistit, že vydává pouze beta-částice a jádra, například sodík 24, mohou rovněž vyzařovat gama kvanta. Převážná většina atomů je ve vybuzeném stavu extrémně málo. Tato hodnota je tak krátká (10^-9.) a malý, že to ještě nelze měřit. V důsledku toho může být jen malé procento jádra ve stavu excitace po relativně dlouhou dobu (až do měsíců).

Jádra, která mohou tak dlouho žít, se nazývají izomery. Doprovodné přechody, které jsou pozorovány během transformace z jednoho stavu do druhého a jsou doprovázeny emisemi gama kvantových částic, se nazývají izomerní. Radioaktivita záření v tomto případě získává vysoké a život ohrožující hodnoty. Jádra, která emitují pouze beta a / nebo částice alfa, se nazývají čisté jádra. Pokud je emise gama záření v jádru pozorována během jejího rozpadu, pak se nazývá gama-emitor. Čistý radiátor druhého druhu může být nazýván pouze jádrem, které prochází množstvím izomerických přechodů, což je možné pouze tehdy, existuje-li dlouho v rozrušeném stavu.