Kaj je radioaktivnost?

V tem članku se bomo seznanili z izrazom "radioaktivnost". Ta koncept bomo na splošno upoštevali z vidika poteka procesa propadanja. Analiziramo glavne vrste sevanja zakon o razpadu, zgodovinske podatke in še veliko več. Oglejmo se na koncept "izotopa" in se seznanimo s pojavom elektronskega razpada.

Uvod

Radioaktivnost je kvalitativni parameter atomov, ki omogoča, da se nekateri izotopi razpadejo v spontanem redu in oddajajo sevanje. Prvo potrditev te izjave je pripravil Becquerel, ki je izvedel poskuse na uranu. Zaradi tega so bili v njegovem častu imena, ki jih oddaja uran. Pojav radioaktivnosti je sproščanje alfa ali beta delcev iz jedra atoma. Radioaktivnost se izraža v obliki širjenja atomskega jedra določenega elementa in omogoča, da se slednja preoblikuje iz atoma enega elementa v drugega.

V tem procesu se začetni atom razpade, sledi pa pretvorba v atom, ki označuje drug element. Rezultat izmetavanja štirih alfa delcev iz atomskega jedra bo zmanjšanje števila mase, ki tvori atom, s štirimi enotami. To povzroči premik v periodični tabeli za nekaj položajev na levo. Ta pojav je posledica dejstva, da sta bila med "alpha shot" 2 protona in 2 nevtroni izpuščena. In število elementov, kot se spomnimo, ustreza številu protonov v jedru. Če je bil izločen beta delec (npr^-), nato pa poteka transformacija nevtona iz jedra v en proton. To povzroči premik periodne tabele za eno celico v desno. Masa se spremeni v izredno majhne vrednosti. Emisija negativno nabitih elektronov je povezana z emisijo gama žarkov.

Zakon razpada

Radioaktivnost je pojav, v katerem se izotop izloči v radioaktivni obliki. Ta proces je predmet zakona: čisti atomi (n), ki se razpadajo v času enote, so sorazmerni s številom atomov (N), ki so na voljo v določenem času:

n = lambda-N.

V tej formuli je koeficient lambda - pomenijo konstantno razpadanje radioaktivnega znaka, kar je povezano z razpolovnim časom izotopa (T) in ustreza naslednji izjavi: lambda- = 0,693 / T. Iz tega zakona, to pomeni, da po preteku časa, ki je enak razpolovne dobe, bi količinsko vrednost izotopa manj kot dvakrat. Če se tvorijo atomi med radioaktivnega (p-vanje) razpada bodo imeli enako naravo, se bo začelo njihovo kopičenje, ki bo trajala do vzpostavitve radioaktivnega ravnotežja med obema izotopov: otroka in staršev.

Teorija in radioaktivno razpadanje

Radioaktivnost in razpad sta med seboj povezani predmeti študija. Prvi (p-nost) postane mogoč zaradi drugega (proces upadanja).

Koncept radioaktivnega razpada se karakterizira kot preoblikovanje sestave ali strukture strukture atomskega nestabilnega jedra. Poleg tega je pojav spontan. Obstaja emisija elementarnega delca (ali delca) ali gama kvanta, pa tudi sproščanje jedrskih fragmentov. Nukleidi, ki ustrezajo temu procesu, imenujemo radioaktivni. Vendar pa se ta izraz uporablja tudi za opis snovi, katerih jedra so tudi radioaktivna.

Naravna radioaktivnost je razpadanje atomskih jeder, ki se naravno pojavljajo v spontanem vrstnem redu. Umetni proces je isti proces, ki smo ga omenili zgoraj, vendar jo izvaja človek s pomočjo umetnih poti, ki ustrezajo posebnim jedrskim reakcijam.

Mati in hčerka sta tista jezgra, ki se razpada, in tisti, ki so tvorjeni kot končni produkt tega razpada. Masni števec in naboj hčerinske strukture sta opisana v pravilu pomika Soddy.

Pojav radioaktivnosti vključuje različne spektre, ki so odvisni od vrste energije. V tem primeru je spekter alfa delcev in y kvarkov povezan z diskontinuiranim (diskretnim) tipom spektra in beta delci so neprekinjeni.

Do danes smo poznali ne samo alfa-gama in beta propad, temveč tudi emisijo protonov in nevtronov. Ugotovljeno je bilo tudi pojem radioaktivnosti gruče in spontane fisije. Ujemanje elektronov, pozitronov in dvojnega razpada beta delcev vstopi v odsek beta-razpada in velja za njegovo raznovrstnost.

Obstajajo izotopi, ki so lahko istočasno izpostavljeni dvema ali več vrstam razpada. Primer je bizmut 212, ki tvori 2/3 verjetnost talij 208 (z alfa vrsto upad) in 1/3 povzroči polonijem 212 (delovanje beta razpad).

Jedro, ki je nastalo med takim razpadom, ima lahko včasih enake radioaktivne lastnosti in po nekaj časa bo uničeno. Pojav p-th razpada je enostavnejši, če ni stabilnega jedra. Zaporedje podobnih procesov imenujemo veriga razpada, nukleotidi, ki se pojavljajo, imenujemo radioaktivno jedro. Serija takšnih elementov, ki se začnejo z uranom 238 in 235, pa tudi s torijem 232, sčasoma pridejo do stanja stabilnih nukleotidov oziroma 206, 207 in 208.

Pojav radioaktivnosti omogoča nekatera jedra (izobarjev) z enakim številom mase, da se preoblikujejo med seboj. To je mogoče zaradi beta propada. Vsaka izobarična veriga vsebuje od enega do tri stabilni radionuklidi vrsto beta (nimajo sposobnost beta-razpada, lahko pa so nestabilne, npr primerjavi z drugimi vrstami p-vanje upad). Preostali niz nukleov tega vezja je beta-nestabilen. S prijavo beta - minus ali beta - plus razpad, je možno spremeniti jedro v nuclid z beta - stabilna oblika. Če v izobarični verigi obstajajo taki nuklidi, lahko jedro začne beta-pozitivno ali negativno razpadati. Ta pojav se imenuje zajemanje elektronov. Primer je razpad radionuklida kalija 40 v sosednje beta stabilna stanja argona 40 in kalcija 40.

Izotopi

Radioaktivnost je najprej propadanje izotopov. Trenutno se človek zaveda več kot štirideset izotopov, ki imajo radioaktivnost in so v naravnih razmerah. Prevladujoča številka se nahaja v r-ti seriji: uran-radij, torij in aktinium. Vsi ti delci obstajajo in se širijo v naravi. Lahko so prisotni v skali, v vodah svetovnih oceanov, rastlin in živali itd. In povzročajo naravno naravno naravno radioaktivnost.

Poleg naravnega obsega p-izotopov je človek ustvaril več kot tisoč umetnih vrst. Način proizvodnje se najpogosteje uresniči v jedrskih reaktorjih.

Veliko p-izotopov se uporablja in se uporablja v medicinske namene, na primer za boj proti raku. So zelo pomembni na področju diagnostike.

Splošne informacije

Bistvo radioaktivnosti leži v dejstvu, da se lahko atomi spontano spreminjajo iz enega v drugo. Pri tem pridobijo bolj stabilno ali stabilno osnovno strukturo. F-ing jedro pri preoblikovanju aktivno razporedi atome moči virov, ki imajo obliko nabitih delcev ali do državne gama kvantov- slednji pa tvori ustrezen (gama) ali elektromagnetno sevanje.

Vemo že o obstoju radioaktivnih izotopov umetne in naravne narave. Pomembno je razumeti, da med njimi ni posebne in / ali temeljne razlike. To je posledica lastnosti jeder, ki jih je mogoče določiti le v skladu s strukturiranjem jedra in niso odvisne od načinov ustvarjanja.

Iz zgodovine

Kot smo že omenili, je odkritje radioaktivnosti posledica dela Becquerela, ki so jo storili leta 1896. Ta proces je bil ugotovljen med eksperimenti na uranu. Natančneje, znanstvenik je poskušal povzročiti, da bi emulzija zatemnila fotoemulsijo in izpostavila ionizacijski zrak. Madame Curie-Sklodowska je bila prva oseba, ki je merila intenziteto sevanja U. Istočasno je z znanstvenikom iz Nemčije Schmidt razkrila redkost torija. Bilo je nekaj Curie, po odkritju nevidnega sevanja, ki ga je imenovalo radioaktivno. Leta 1898 so odkrili tudi polonij - drugi p-ti element, ki je bil deponiran v uranovih smolnih rudah. Radij je par Curie odkril tudi leta 1898, toda malo prej. Delo je bilo opravljeno skupaj z Bemonom.

Po odkritju številnih p-ti elementov je bilo prikazano precejšnje število avtorjev in pokazalo, da vsi povzročajo emisijo treh vrst, ki spreminjajo njihovo vedenje v pogojih magnetnega polja. Enota radioaktivnosti je becquerel (Bq, ali Bq). Rutherford je predlagal imenovanje odkritih žarkov alfa, beta in gama žarkov.

Alpha sevanje je niz delcev s pozitivnim nabojem. Beta žarke tvorijo elektroni, delci z negativnim nabojem in nizka masa. Gamma žarki so analogni rentgenski žarki in so predstavljeni v obliki elektromagnetnih kvant.

Leta 1902 sta Rutherford in Soddy pojasnila pojav radioaktivnosti s poljubno transformacijo atoma enega elementa v drugega. Ta proces se je držal zakonitosti naključja in ga spremljal dodelitev energetskih virov, ki so imeli obliko gama, beta in alfa žarkov.

M. Curie je skupaj z Debiernom preučil naravno radioaktivnost. Prejeli so kovinski radij leta 1910 v čisti obliki in raziskali njegove lastnosti. Zlasti je bila pozornost namenjena merjenju trajnega razpada. Debiern in Giselle sta odkrila aktinij, Gan pa je odkril atome, kot so radiotehnike in mezotorije. Boltonwood je opisal ionij, Gan in Maitner pa sta odkrila protaktinium. Vsak izotop omenjenih elementov, ki so bili odprti, ima radioaktivne lastnosti. Pierre Curie in Laborde sta leta 1903 opisala pojav razpadanja radija. Pokazali so, da reakcijski produkti 1 g Ra v eni uri razpada proizvedejo približno sto in štirideset kalorij. V istem letu sta Ramsay in Soddy ugotovila, da je zapečatena ampula, ki vsebuje radij, vsebovala helij v svoji plinasti obliki.

Dela znanstvenikov, kot so Rutherford, Dorn, Debiern in Giselle, nam kažejo, da na splošnem seznamu produktov razpadanja U in Th spadajo nekatere hitro razgradljive snovi - plini. Imajo lastno radioaktivnost, vendar se imenujejo torij ali radij. To velja tudi za aktinium. Dokazali so, da se ob radijskem razpadu nastajajo helij in radon. Zakon radioaktivnosti o preoblikovanju elementov je najprej oblikoval Soddy, Russell in Fayans.

Vrste sevanja

Odkritje tega pojava, ki ga preučujemo v tem članku, je prvič obravnaval Becquerel. Kdo je odkril pojav razpada. Zato se enote radioaktivnosti imenujejo becekereli (Bq). Vendar pa je Rutherford eden od največjih prispevkov k razvoju teorije r-dimenzionalnosti. Osredotočil je svoje lastne vire pozornosti na analizo proučevanega razpada in je lahko ugotovil naravo teh transformacij in določil sevanje, ki jih spremlja.

Osnova njegovih zaključkov je postulacija prisotnosti alfa, gama in beta sevanje, ki jih oddajajo naravni radioaktivni elementi, merjenje radioaktivnosti pa je omogočilo izolacijo naslednjih tipov:

• Beta - sevanje je opremljeno z močnimi prodornimi lastnostmi. Je veliko močnejša od alfa sevanja, vendar jo je mogoče odkloniti tudi v magnetnem in / ali električnem polju v smeri, ki je nasprotna večji razdalji. To služi kot pojasnilo in dokaz, da so ti delci negativno obremenjeni e^-. Da bi prišli do zaključkov o dejstvu, da so elektroni sevani, je Rutherford na podlagi analize razmerja mase za polnjenje.
• Alfa - sevanje - valovi žarkov, ki se lahko pod atmosferskim tlakom premagajo le na majhnih razdaljah (ponavadi ne več kot 7,5 centimetrov). Če jo postavimo v vakuum x, lahko opazimo, kako magnetna in električna polja vplivajo na alfa sevanje in povzročijo njeno odstopanje od prvotne poti. Analiziramo smer in velikost odstopanja ter upoštevamo tudi razmerje med nabojom in maso (e / m), lahko sklepamo, da je to sevanje delcev s pozitivnim nabojem. Razmerje med parametri teže in polnitve je enako vrednosti dvojno ioniziranega helijskega atoma. Na podlagi njegovega dela in uporabe spektroskopskih študij je Rutherford ugotovil, da se alfa sevanja tvorijo zaradi jedra helija.
• gama - sevanje - vrsta radioaktivnosti, ki ima največjo penetracijsko moč med drugimi vrstami sevanja. Ne more biti odklonjen zaradi vpliva magnetnega polja, prav tako pa ni polnjenja. To "trdo" sevanje, ki je najbolj nezaželen način za vplivanje na žive snovi.

Radioaktivna transformacija

Drugi dejavnik pri oblikovanju in specifikaciji opredelitve radioaktivnosti je odkritje jedrskih jedrskih struktur Rutherforda. Kar ni nič manj pomembno, je vzpostavitev povezave med številnimi lastnostmi atoma in strukturo njegovega jedra. Navsezadnje je "jedro" delca, ki določa strukturo elektronske lupine in vse lastnosti kemijskega značaja. To je tisto, kar je omogočilo v celoti razlagati načela in mehanizem, s katerim se izvaja radioaktivno preoblikovanje.

Prvo uspešno transformacijo jedra je leta 1919 izvedel Ernest Rutherford. Uporabil je "bombardiranje" jedra atoma N z uporabo delcev polonijevih alfa. Posledica tega je bila emisija protonov z dušikom, čemur sledi pretvorba v jedre kisika-O17.

Leta 1934 je Curie sprejel radioaktivne izotope fosforja z umetno radioaktivnostjo. Delovali so na aluminiju z alfa delci. Dobljene jedre P30 so imele nekaj razlik med naravnimi p-ti oblikami istega elementa. Na primer, med razpadom niso izhajali elektronski delci, temveč pozitronski delci. Nadalje so jih preoblikovali v stabilne silicijeve jedre (Si30). Leta 1934 so odkrili odkritje umetne radioaktivnosti in pojav razpada pozitrona.

Zajemanje elektronov

Eden od razredov radioaktivnosti je elektronsko zajemanje (K-zajemanje). V njem so elektroni ujeti neposredno iz lupine atomov. K-lupina praviloma oddaja določeno število nevtronov, nato pa se preoblikuje v novo "jedro" atoma z enakim indeksom masne številke (A). Vendar pa število atomov (Z) postane manj za 1, v primerjavi z izvirnim jedrom.

Proces preoblikovanja jedra med zajemanjem elektronov in razpadom pozitrona je podobno dejstvo. Zato jih je mogoče videti hkrati med opazovanjem atoma ene vrste. Elektronsko zajemanje vedno spremlja emisija sevanja v rentgenski obliki. To se razlaga s prehodom elektrona iz bolj oddaljene jedrske orbitalne v bližino. Ta pojav se po drugi strani razlaga z dejstvom, da so elektrone odtrgane od orbite, ki so bližje jedru, in se trudi, da se delci zapolnijo z oddaljenih ravni.

Pojem izomerskega prehoda

Pojav izomernega prehoda temelji na dejstvu, da emisija delcev alfa in / ali beta vodi do vzbujanja nekaterih jeder, ki so v stanju presežne energije. Vdihljivi viri "tok" v obliki vzburjenih gama kvantov. Sprememba stanja jedra med p-ti razpadom vodi k nastanku in izolaciji vseh treh vrst delcev.

Študija izotopa stroncija 90 je omogočila ugotovitev, da le-ta oddaja beta-delci in jedra, na primer natrij 24, lahko tudi oddajajo gama kvanto. Ogromna večina atomov je v vznemirjenem stanju zelo malo. Ta vrednost je tako kratka (10^-9) in majhne, ​​da jih še ni mogoče izmeriti. Zato je lahko majhen odstotek jeder v razmerah dolgotrajnega vzbujanja (do mesecev) v vzbujanju.

Jedrca, ki lahko tako dolgo živijo, se imenujejo izomeri. Spremljevalni prehodi, ki jih opazimo med preoblikovanjem iz enega v drugega stanja in jih spremljajo emisije gama kvantnih delcev, se imenujejo izomerni. Radioaktivnost sevanja v tem primeru pridobi visoke in življenjsko nevarne vrednosti. Jedrca, ki oddajajo le beta in / ali alfa delce, se imenujejo čista jedra. Če je emisija gama žarkov v jedru opazovana med njegovim razpadom, potem se imenuje gama-emiter. Čista radiatorja slednje vrste lahko imenujemo samo jedro, ki prehaja v množico izomernih prehodov, kar je mogoče le, če dolgo obstaja v vzbujenem stanju.