47. Радиоактивность и радиохим превращения веществ. Стабильные и нестабильные изотопы. Применение.

Радиоактивность и радиохимические превращения.

Радиохимия изучает химию ядерных превращений и сопутствующие им физико-химические процессы, а также химию радиоактивных вещ-в.

Радиоактивность – это самопроизвольное испускания, ионизирующего излучения каким-либо элементом в результате распада его атомного ядра.

Радиохимические превращения - тоже самое, что ядернохимические реакции превращения =реакции в принципе. Ядерные реакции - те реакции, в которых ядра одних хим.эл-тов превращаются в ядра других хим. эл-тов под воздействием излучения.

Изотопы – это атомы одного и того же химического элемента, различающиеся массовыми числами из-за разного содержания нейтронов в ядре атома.

Изотопы бывают:

1.Стабильные – это те изотопы, кот. Не подвергаются радиоактивному распаду и в природе сохраняются сколь угодно долго;

2.Нестабильные(радиоизотопы, радионуклиды) – это те изотопы, кот. подвергаются радиоактивному распаду, в природе их содержание постоянно уменьшается (их 1800 в природе).

Стабильность изотопа связывают со стабильностью ядра его строения. Полагают, что ядра имеют строение подобно электронным облачкам. Для ядер существуют стабильные ядерные конфигурации, как правило с четным количеством нейтронов и нечетным протонов. Применение радиоактивных изотопов для изучения диффузии в твёрдых телах. Диффузионные процессы играют чрезвычайно важную роль в ряде областей техники, в частности в металлургии. А также применяются в области медицины.

48. Основные виды ионизирующего излучения.

£-излучение – это поток ядер гелия, движущихся с большой скоростью. Если какой – либо элемент теряет £ частицу, то его ядро одновременно теряет 2 нейтрона и 2 протона и образуется новый элемент с порядковым номером на 2 ед. меньше.

²²⁶₈₈ Ra → ²²²₈₆ Ra + ⁴₂ £ (правило записи реакции радиоактивного распада)

β-излучение – характерно для нестабильных ядер и происходит в результате взаимного превращения нейтронов и протонов.

Β^—излучение- это поток электронов движущихся со скоростью света, при Β^— распаде получается новый хим. элемент с порядковым номером на ед. больше.

¹₀n → ¹₁ p + ⁴₂ e → Β^—

¹₁p → ¹₀ n + ⁰₁ e (позитрон)→ Β⁺

Β⁺-излучение- это поток позитронов(частица с положительным единичным зарядом) движущихся со скоростью света, при Β⁺ распаде получается новый хим. элемент с порядковым номером на ед. меньше.

Β^— : ²³⁴₉₀Th → ²³⁴₉₂ Pa + Β^— ( ⁰ _-1 e)

Β⁺ : ³⁸₁₉K → ³⁸₁₈ Ar + Β⁺ ( ⁰ ₊₁ e)

γ-излучение – это поток электромагнитных волн, подобных рентгеновским, но меньшей длиной волны и большей энергией.

При £ и β распадах ядро переходит в возбужденное состояние, возврат его в нормальное состояние сопровождается сбросом энергии в γ-излучение.

Свойства (γ): - проникающая способность – проникает в материалы до его поглощения.

- ионизирующая способность – способность разрушать хим. связи, молекулы с образованием ионов и радикалов.

49. Реакции радиоактивного распада. Период полураспада. Ядерные реакции.

£-излучение –Если какой – либо элемент теряет £ частицу, то его ядро одновременно теряет 2 нейтрона и 2 протона и образуется новый элемент с порядковым номером на 2 ед. меньше.

²²⁶₈₈ Ra → ²²²₈₆ Ra + ⁴₂ £ (правило записи реакции радиоактивного распада)

β-излучение – характерно для нестабильных ядер и происходит в результате взаимного превращения нейтронов и протонов.

при Β^— распаде получается новый хим. элемент с порядковым номером на ед. больше.

¹₀n → ¹₁ p + ⁴₂ e → Β^—

¹₁p → ¹₀ n + ⁰₁ e (позитрон)→ Β⁺

при Β⁺ распаде получается новый хим. элемент с порядковым номером на ед. меньше.

Β^— : ²³⁴₉₀Th → ²³⁴ ₉₂ Pa + Β^— ( ⁰ _-1 e)

Β⁺ : ³⁸₁₉K → ³⁸ ₁₈ Ar + Β⁺ ( ⁰ ₊₁ e)

Ядерные реакции.

Ядерные реакции – это взаимодействие ядер одних элементов с другими или с ионизирующим излучением в результате чего образуется ядра новых хим. элементов.

1)Реакции ядерного синтеза(термоядерные е реакции) – это реакции слияние ядер легких элементов с образованием ядер более тяжелых элементов.

4 ¹₁H → ¹₁H + 2β⁺( ⁰ ₊₁ e) + 2ν + 26,7 МэВ

2)Ядерные реакции под действием ¹₀n – нейтронов:

а)легкие ядра с ¹₀n

¹⁰₅B + ¹₀n→ ⁷₃Li + ⁴₂He

б)стабильные изотопы со средними ядрами(по массе)

⁵³₂₇Сo + ¹₀n→ ⁵⁴₂₇Co + γ

в)реакция деления ядер тяжелых элементов(цепные реакции)

²³⁵₉₂U + ¹₀n → ¹⁴⁴₅₄Xe + ⁹⁰₃₈Sr

↓ →⁹³₃₆Kr + ¹⁴⁰₅₆Ba + 3¹₀n^}200МэВ(=10¹⁴ - 10¹⁵ кДж⁾за 10^-6 с.

в)реакция деления ядер тяжелых элементов(цепные реакции)

²³⁵₉₂U + ¹₀n → ¹⁴⁴₅₄Xe + ⁹⁰₃₈Sr

↓ →⁹³₃₆Kr + ¹⁴⁰₅₆Ba + 3¹₀n^}200МэВ(=10¹⁴ - 10¹⁵ кДж⁾за 10^-6 с.