1. Атом, его строение и характеристика его частиц

Атом — это наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его химические свойства. Атом состоит из ядра, имеющего положительный электрический заряд, и отрицательно заряженных электронов. Электрон — мельчайшая частица вещества с отрицательным электрическим зарядом .Электроны, вращаясь вокруг ядра, располагаются на электронных оболочках. Размер атома определяется размером его электронной оболочки. Число электронов N(e^-) атома равно числу протонов Z. Атомное ядро (центральная часть атома) состоит из элементарных ядерных частиц — протонов и нейтронов...(положительно). Протоны — стабильные элементарные частицы, имеющие положительный электрический заряд. Число протонов N(p⁺) равно заряду ядра (Z) и порядковому номеру элемента в естественном ряду элементов (и в периодической системе элементов). Нейтрон — нейтральная (не имеющая электрического заряда) элементарная частица .Поскольку масса ядра складывается из массы протонов и нейтронов, то число нейтронов в ядре атома равно А — Z, где А — массовое число данного изотопа . Протон и нейтрон, входящие в состав ядра, называются нуклонами.

Х^а_z , где а- атомная масса,z-порядковый номер, число протонов

Нейтроны=атомная масса-протоны.

2. АЕМ , зарядовое и массовое число атома.

 Атомная единица массы (а. е. м. или u) – единица массы, равная 1/12 массы атома изотопа углерода ¹²С, и применяемая в атомной и ядерной физике для выражения масс молекул, атомов, ядер, протона и нейтрона.

Массовое число характеризует массу атома. Так как масса протонов и нейтронов практически равна, поэтому приняли среднее значение массы нуклона, примерно равное 1 а.е.м.

Число протонов в ядре называют зарядовым числом и обозначают буквой Z. Причем массовое число всегда ставят сверху, а зарядовое – снизу.

3. Ядерные силы, энергия связи ядра, дефект массы ядра.

Ядерные силы  Протоны, имеющиеся в ядре, отталкиваются друг от друга кулоновскими силами. Однако это не приводит к разрушению ядер. Очевидно, между нуклонами в ядре действуют силы притяжения неэлектрической природы. Эти силы получили название ядерных. Взаимодействие нуклонов получило название сильного взаимодействия.  Свойства ядерных сил:

1. зарядовая независимость;

2. короткодействующий характер (ядерные силы действуют на расстояниях, не превышающих 2·10^-15 м);

3. насыщаемость (ядерные силы удерживают друг возле друга не больше определенного числа нуклонов).

Энергия связи ядра Энергия, которую надо затратить, чтобы, преодолев ядерные силы, расщепить ядро на отдельные нуклоны, называется энергией связи атомного ядра. Как следует из закона сохранения энергии, если ядро образуется из отдельных нуклонов, то энергия связи ядра в момент его формирования выделяется в виде излучения.

для всех элементов таблицы Менделеева масса ядра меньше суммарной массы частиц, входящих в состав ядра. Разница этих значений  и называется дефектом массы.

4. Явление радиоактивности. Естественная радиоактивность и радиоактивные семейства, искусственная радиоактивность.

испускание частиц и электромагнитного излучения атомами некоторых элемен­тов, происходящее вследствие ядерных превращений, стали называть радиоактивностью.

   Различают естественную и искусственную радиоактив­ность. Естественной называют радиоактивность естествен­ных изотопов, т. е. химических элементов, которые встре­чаются в природе. Искусственной называют радиоактив­ность изотопов, получаемых искусственным путем. Есте­ственная радиоактивность наблюдается у таких изотопов химических элементов, как, например, радий, ypart, торий и другие. 

   При распаде ядер большинства естественных и неко­торых искусственных радиоактивных элементов образу­ются также радиоактивные ядра, в свою очередь, претер­певающие радиоактивный распад. Таким образом, в ре­зультате ряда превращений, сопровождающихся испусканием альфа- или бета-частиц, образуется целая цепочка радиоактивных элементов. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не образуется конечный нерадиоактивный элемент. Совокупность всех продуктов последовательных радиоактивных распадов образует радиоактивное семей­ство, т. е. ряд данного элемента.В настоящее время таких радиоактивных семейств известно четыре; родоначальни­ками этих семейств являются: ₉₂уран ²³⁸,₉₀торий²³², ₉₂уран²³⁵ и ₉₄плутоний²⁴¹.

10. Типы ядерных превращений

Существуют следующие виды ядерных превращений: альфа-распад, бета-распад (электронный и позитронный), электронный захват, внутренняя конверсия.

Альфа-распад – состоит в самопроизвольном превращении ядра с испусканием α-частицы 

Бета-распад – заключается во внутриядерном взаимном превращении нейтрона и протона. Если в ядре имеется излишек нейтронов, то происходит электронный распад, при котором один из нейтронов превращается в протон, а ядро испускается электрон и антинейтрино.

При позитронном распаде ядро испускает частицу такой же массы, как и электрон, но имеющую заряд +1, и нейтрино, а один из протонов превращается в нейтрон.

Позитрон, вылетев из ядра, срывает с оболочки атома «лишний» электрон или взаимодействует со свободным электроном, образую пару «позитрон-электрон», которая мгновенно превращается в два гамма-кванта с энергией, эквивалентной массе частицы (e+ + e–). Процесс превращения пары «электрон-позитрон» в два гамма-кванта получил название аннигиляции. Т.о. при позитронном распаде в конечном итоге за пределы ядра вылетают не две частицы, а два гамма-кванта, каждый из которых обладает энергией, равной 0,511МэВ.

Электронный захват – один из протонов ядра забирает электрон с одной из оболочек атома, чаще всего с ближайшего к нему слоя и превращается в нейтрон.

Внутренняя конверсия – переход возбуждённого ядра в состояние с меньшей энергией может происходить путём внутренней конверсии, или конверсии с образованием электронно-позитронных пар. Ядро передаёт энергию возбуждения одному из электронов внутренних слоёв, который в результате этого удаляется за пределы атома. Есть два пути, которые зависят от избыточной энергии: 1 путь- энергия меньше 1, 022 МЭВ, 2 путь- энергия больше или равна 1, 022 МЭВ.

11. Закон радиоактивного распада. Период полураспада

Период полураспада — основная величина, определяющая скорость радиоактивного распада. Чем меньше период полураспада, тем меньше времени «живут» ядра, тем быстрее происходит распад. Для разных веществ период полураспада имеет сильно различающиеся значения. Так, период полураспада уранаравен 4,5 млрд лет. Именно поэтому активность урана на протяжении нескольких лет заметно не меняется. Период полураспада радия значительно меньше — он равен 1600 лет. Поэтому активность радия значительно больше активности урана. Есть радиоактивные элементы с периодом полураспада в миллионные доли секунды.

Закон: в единицу времени распадается 1 и та же доля ядер конкретного изотопа радиоактивного вещества. .лямбда- постоянная радиоактивного распада. Она показывает количество ядер определённого изотопа, распадающегося в единицу времени.

12. Активность радиоаткивного элемента и единица измерения.

Активность излучателя определяется числом атомных ядер, распадающихся за единицу времени. Единицы А. Единицей активности в абсолютной системе координат служит распад в секунду – беккерель.

Внесистемной единицей является кюри (Кu) – такое количество любого радиоактивного вещества, в котором число радиоактивных распадов в секунду равно 3,7∙1010.