6.Радиоактивность. Изотопы и изобары. Виды излучений. Ядерные превращения. Ряды радиоактивных превращений. Ядерное деление и ядерный синтез.

Радиактивность- самопроизвольное превращение неустойчивого изотопа одного хим элемента в изотоп другого элемента, сопровождающееся испусканием элементарных частиц или ядер.

В результате радиактивного распада происходят ядерные превращения, сопровождающиеся излучением.

Ядерные превращения описываются аналогично обычным химическим реакциями. При этом суммарные массы и атомные номера в левой и правой частях уравнений должны быть равны. Изотопы-атомы, ядра которых имеют одинаковое число протонов. Изобары - атомы имеющие одинаковые массовые числа.

Пример:

Примеры изотопов, изобаров и изотонов среди природных нуклидов. (таблица)

 

ИЗОТОПЫ				ИЗОБАРЫ
Нуклиды	Z	A	N	Нуклиды	Z	A	N
	10	20	10		18	40	22
	10	21	11		19	40	21
	10	22	12		20	40	20
	92	234	142		90	234	144
	92	235	143		91	234	143
	92	238	146		92	234	142

 

 

  Нуклиды с одинаковым   , но различными   называются изотопами, нуклиды с одинаковым   и различными    – изобарами

Виды излучений:

Альфа-излучение-представляет собой поток ядер гелия, с зарядом +2 и массой 4 а.е.м.альфа-лучи испускают ядра самых тяжелых элементов, менее стабильных.поскольку ядра гелия имеют положит заряд, они притягивают электроны и вследствии этого обладают высокой ионизирующей способностью.однако сравнительно большой размер ядер гелия ограничивает проникающую способность альфа излуч по сравнению с бета и гамма.

Бета излучение представляет собой поток электронов(позитронов), движущихся со скоростью света.электроны испускаются неустойчивыми ядрами в рез распада нейтрона.

Позитроны испускаются радиактивными ядрами. Они являются аналогами электронов, но в отличии от них имеют положительный заряд. они образуются в результате превращения протона в нейтрон.

Гамма излучения представляет собой электромагнитное излучение с высокой энергией, подобно рентгеновским лучам, но с меньшей длиной волн. Высокая энергия и малая длина волны обуславливает большую проникающую способность. испускание гамма происходит, когда нуклид испускает альфа и бета частицы.

Ряды радиоактивных превращений.

Выделяют три естественных радиоактивных ряда и один искусственный.

Естественные ряды:

ряд тория (4n) — начинается с нуклида Th-232;

ряд радия (4n+2) — начинается с U-238;

ряд актиния (4n+3) — начинается с U-235.

Искусственный ряд:

ряд нептуния (4n+1) — начинается с Np-237.

Радиоактивные ряды - радиоактивные семейства, группы генетически связанных радиоактивных изотопов, в которых каждый последующий изотоп возникает в результате α- или β-распада предыдущего. Каждый радиоактивный ряд имеет родоначальника — изотоп с наибольшим периодом полураспада T1/2 . Завершают радиоактивные ряды стабильные изотопы.

Ядерное деление и ядерный синтез: экспериментальные значения изотопных масс оказываются меньше значений, вычисленных как сумма масс всех входящих в ядро элементарных частиц. Разность между вычисленным и экспериментальным значением атомной массы наз.дефект массы. Дефект массы соответствует энергии, необходимой для преодоления сил отталкивания между частицами с одинаковым зарядом в атомном ядре и связывания их в единое ядро, по этой причине она наз. энергией связи. Энергию связи можно вычислять через дефект массы при помощи уравнения Эйнштейна: E=dmc^2.Энергию связи принято выражать в Мэв на 1 нуклон. Чем больше энергия связи на один нуклон, тем больше устойчивость ядра.

Элементы с более низким массовыми числами (Ма́ссовое число́ атомного ядра — массовое суммарное количество протонов и нейтронов (называемых общим термином «нуклоны») в ядре. Обычно обозначается буквой A. Массовое число близко к атомной массе изотопа, выраженной в атомных единицах массы, но совпадает с ней только для углерода-12, поскольку атомная единица массы (а. е. м.) определяется сейчас как ¹⁄₁₂ массы атома ¹²С.) могут, по крайней мере, с теоретической точки зрения, повышать свою устойчивость в результате увеличения их массового числа. Массовое число таких элементов увеличивается в процессе, называемом ядерным синтезом. Слияние ядер легких элементов с образованием ядер более тяжелых элементов.

Элементы с большим массовым числом становятся более устойчивыми в результате уменьшения их массового числа, когда они превращаются в более легкие элементы. Это происходит в процессе расщепления ядер, который называется ядерным делением - процесс расщепления ядра тяжелого элемента на осколки. Этот процесс может вызываться бомбардировкой тяжелых ядер нейтронами. Каждое деление сопровождается потерей массы, обусловленной дефектом массы.