Радиационная безопасность. Строение атома и атомного ядра.

Строение всех атомов основано на общих закономерностях. Каждый атом состоит из ядра и атомной оболочки.

АТОМ

↓ ↓

атомное ядро атомная оболочка

↓ |

нуклоны ‌ |

↓ ↓ ↓

протоны нейтроны электроны

Заряд: ē= Кл +ē 0 e

Масса покоя: 1836 1839 кг

Обозначения: p n ē

Заряд атома ядра равен , где z-порядковый номер элементов в периодической системе Менделеева, - заряд электрона.

Число нуклонов в ядре называется массовым числом элемента (A).

A=Z+N, где Z - число протонов, N – число нейтрона.

Протонам и нейтронам принимается массовое число равное 1, а для электронов равное 0. Ядра с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов называются изотопами. Ядра с разным числом протонов, но одинаковым числом нейтронов называются изобарами.

Дефект массы ядра.

Энергия связи нуклона – физическая величина, численно-равная работе, которую нужно совершить для удаления нуклона из ядра без сообщения ему кинетической энергии.

Энергия связи ядра – физическая величина, равная работе, которую нужно совершить для расщепления ядра на отдельные нуклоны без сообщения им кинетической энергии.

При образовании ядра происходит уменьшение его массы, то есть масса ядра меньше, чем сумма масс составляющих его нуклонов, эта разница называется дефектом масс.

При переходе от массы ядра к атомным массам элемента:

, где - масса водорода, - атомная масса элемента.

, где - дефект массы, с – скорость света.

Критерием устойчивости ядра является строгое соответствие в нем числа протонов и нейтронов. Для устойчивости ядер справедливо следующее соотношение: , где Z – число протонов, A – массовое число элемента.

Радиоактивность.

Радиоактивность – превращение неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотопы другого химического элемента с выделением некоторых элементарных частиц. Различают: естественную и искусственную радиоактивность. К основным видам относят: - излучение (распад), - излучение (распад), спонтанное деление ядра. Ядро распадающегося элемента называется материнским, а ядро образующегося элемента – дочерним. Самопроизвольный распад атомных ядер подчиняется следующему закону радиоактивного распада:

, где - число ядер в химическом элементе в начальный момент времени, - число ядер в момент времени t, - постоянная распада, которая представляет собой долю ядер распавшихся в единицу времени. Величина обратная постоянной распада , характеризует среднюю продолжительность жизни изотопа. Характеристикой устойчивости ядер относительно к распаду является период полураспада , т.е. время в течение которого первоначальное количество ядер уменьшается вдвое:

Связь между и : ,

При радиоактивном распаде выполняется закон сохранения заряда и правило сохранения массовых чисел: , где - заряд распавшихся или получившихся «осколков».