Радиоактивността е какво?

В тази статия ще се запознаем с термина "радиоактивност". Тази концепция ще разгледаме в общи линии от гледна точка на хода на процеса на гниене. Нека анализираме основните типове радиация, законите за разпад, историческите данни и много други. Да се ​​занимаваме с концепцията за "изотоп" и да се запознаем с явлението електронно разпадане.

въведение

Радиоактивността е качествен параметър на атомите, който позволява на някои изотопи да се разпадат в спонтанен ред и да излъчват радиация. Първото потвърждение на това изявление бе направено от Бекверел, който проведе експерименти с уран. Именно поради тази причина лъчите, излъчвани от уран, са кръстени в негова чест. Феноменът на радиоактивността е освобождаването на алфа или бета частици от ядрото на атома. Радиоактивността се изразява под формата на разширяване на атомното ядро ​​на определен елемент и позволява на последния да се трансформира от атом на един елемент в друг.

В хода на този процес първоначалният атом се разпада, последвано от превръщането му в атом, който характеризира друг елемент. Резултатът от изхвърлянето на четири алфа частици от атомното ядро ​​ще бъде намаляването на броя на масите, който образува самия атом, с четири единици. Това води до промяна в периодичната таблица с няколко позиции вляво. Това явление се дължи на факта, че по време на "алфа изстрел" бяха изхвърлени 2 протона и 2 неутрона. А броят на елемента, както си спомняме, съответства на броя на протоните в ядрото. Ако бета частица беше изхвърлена (напр^-), тогава се извършва трансформацията на неутрона от ядрото в един протон. Това води до промяна в периодичната таблица с една клетка вдясно. Масата се променя до изключително малки стойности. Емисията на отрицателно заредени електрони е съчетана с излъчването на гама лъчи.

Законът на гниенето

Радиоактивността е феномен, в който изотопът се разпада в радиоактивна форма. Този процес е предмет на закона: чистите атоми (n), които се разпадат в единично време, са пропорционални на броя на атомите (N), които са налични в определено време:

n = ламбда-N.

В тази формула коефициентът ламбда означава постоянно разпадане на радиоактивния характер, което е свързано с полуживота на изотопа (Т) и съответства на следното твърдение: ламбда- = 0.693 / Т. От този закон следва, че след изтичането на период от време, равен на периода на полуживот, количествената стойност на изотопа ще бъде по-малка от два пъти. При образуването на атомите по време на радиоактивно (р-ТА) гниене ще има същия характер, ще започне тяхното натрупване, което ще продължи до установяване на радиоактивни равновесие между двата изотопа: дете и родител.

Теория и радиоактивно разпадане

Радиоактивността и разпадът са взаимосвързани обекти на проучването. Първата (p-nostness) става възможна благодарение на втория (процеса на разпадане).

Концепцията за радиоактивно разпадане се характеризира като трансформация на състава или структурата на структурата на атомно нестабилно ядро. Освен това явлението е спонтанно. Има емисия на елементарна частица (или частица) или гама квант, както и освобождаването на ядрени фрагменти. Нуклидите, съответстващи на този процес, се наричат ​​радиоактивни. Този термин обаче се използва и за описание на вещества, чиито ядра също са радиоактивни.

Естествената радиоактивност е разпадането на атомните ядра, които се срещат естествено в спонтанен ред. Изкуственият процес е същият процес, който споменахме по-горе, но се извършва от човека, използвайки изкуствени пътеки, които отговарят на специални ядрени реакции.

Майката и дъщерята са тези ядра, които се разпадат, и онези, които се образуват като крайния продукт на това разпадане. Масовият брой и заряда на дъщерната структура са описани в правилото Soddy displacement.

Явлението радиоактивност включва различни спектри, които зависят от типа енергия. В този случай спектърът на алфа-частичките и кварките-y е свързан с дискретния (дискретен) вид на спектъра, а бета-частиците са непрекъснати.

Към днешна дата ние знаем не само алфа-гама и бета разпада, но също така е установено излъчването на протони и неутрони. Беше открита и концепцията за клъстерна радиоактивност и спонтанно делене. Улавянето на електрони, позитрони и двойно разпадане на бета-частици навлиза в сектора на бета-разпад и се счита за неговото разнообразие.

Има изотопи, които могат едновременно да бъдат изложени на два или повече вида разпад. Пример за това е бисмутът 212, който с 2/3 вероятности образува талий 208 (с използване на алфа тип разпад) и 1/3 ще доведе до появата на полоний 212 (в процеса на бета разпад).

Ядрото, образувано по време на такова разпадане, понякога може да има същите радиоактивни свойства и след известно време ще бъде унищожено. Феноменът на петото разпадане е по-опростен в отсъствието на стабилно ядро. Последователност от подобни процеси се нарича верига на разпадане, а нуклеотидите, които възникват, се наричат ​​радиоактивни ядра. Серията от такива елементи, които започват с уран 238 и 235, както и торий 232, в крайна сметка стигат до състояние на стабилни нуклеотиди, съответно олово 206 и 207 и 208.

Феноменът на радиоактивността позволява някои ядра (изображи) със същия масов номер да се трансформират един в друг. Това е възможно поради бета разпад. Всяка изобарно верига включва от един до три стабилен изотоп бета тип (те нямат способността за бета-разпад, но те могат да бъдат нестабилни, например, по отношение на други видове р-ТА разпадане). Останалата част от ядрото на тази схема е бета-нестабилна. Прилагайки бета - минус или бета - плюс разпад, е възможно да превърнете ядрото в нуклид бета - стабилна форма. Ако има такива нуклиди в изообарната верига, тогава ядрото може да започне да претърпява бета-положително или отрицателно разпадане. Това явление се нарича електронно улавяне. Пример за това е разпадането на радионуклид на калий 40 в съседство бета - стабилни състояния на аргон 40 и калций 40.

за изотопи

Радиоактивността е преди всичко разпадането на изотопите. Понастоящем човек е наясно с повече от четиридесет изотопа, които притежават радиоактивност и са в естествени условия. Преобладаващият брой е разположен в r-та серия: уран-радий, торий и актиний. Всички тези частици съществуват и се разпространяват в природата. Те могат да присъстват в скалата, водите на океаните, растенията, животните и т.н. и причиняват феномена на естествена естествена радиоактивност.

В допълнение към естествената гама от р-изотопи, човек създава повече от хиляда изкуствени вида. Методът на производство най-често се реализира в ядрени реактори.

Много р-изотопи се използват и се използват за медицински цели, например, за борба с рака. Те са много важни в областта на диагностиката.

Обща информация

Същността на радиоактивността се крие във факта, че атомите могат спонтанно да се преобръщат от един в друг. По този начин те придобиват по-стабилна или стабилна основна структура. Р-ядрото по време на трансформацията активно разпределя енергийните ресурси на атома, които са под формата на заредени частици или достигат до състояние на гама кванти, последните от своя страна образуват съответно (гама) или електромагнитно излъчване.

Вече знаем за наличието на радиоактивни изотопи от изкуствен и естествен характер. Важно е да се разбере, че между тях няма особена и / или фундаментална разлика. Това се дължи на свойствата на ядрото, които могат да се определят само в съответствие със структурирането на ядрото и те не зависят от начините на създаване.

От историята

Както бе споменато по-рано, откриването на радиоактивност се дължи на произведенията на Бекверел, извършени през 1896 г. Този процес е идентифициран по време на експериментите с уран. По-конкретно, ученият се опита да предизвика емулсията да потъмнее фотоемулсията и да изложи йонизиращия въздух. Мадам Кюри-Склодовска бе първият човек, който измерваше интензивността на радиацията. И едновременно с учените от Германия Шмид, тя разкрила рядкостта на торий. Това беше двойката на Кюри, след откриването на невидима радиация, която го нарече радиоактивен. През 1898 г. те също направиха откритие на полоний - друг п-ти елемент, който беше отложен в руди от уранова смола. Радиума е открит и от двойката Кюри през 1898 г., но малко по-рано. Работата беше направена заедно с Бемон.

След откриването на много п-ти елементи, е показано и демонстрирало значителен брой автори, че всички те причиняват излъчването на три вида, които променят поведението си при условия на магнитно поле. Единицата на радиоактивност е becquerel (Bq, или Bq). Ръдърфорд предложи да назове откритите лъчи алфа, бета и гама лъчи.

Алфа лъчението е набор от частици с положителен заряд. Бета лъчите се образуват от електрони, частици с отрицателен заряд и ниска маса. Гама-лъчите са аналог на рентгеновите лъчи и са представени под формата на електромагнитни кванти.

През 1902 г. Ръдърфорд и Соди обясняват явлението радиоактивност чрез произволна трансформация на атома на един елемент в друг. Този процес се подчинява на законите на случайността и е придружен от разпределението на енергийните ресурси, които са под формата на гама, бета и алфа лъчи.

М. Кюри изучава естествената радиоактивност заедно с Debiern. Те са получили през 1910 г. метал - радиум - в чиста форма и са изследвали неговите свойства. По-специално, беше обърнато внимание на измерването на трайното гниене. Дебиер и Джизел направиха откритието на актиний, а Ган откри атоми като радиотеореи и мезотория. Болтънууд описва йоний, а Ган и Майтър правят откриването на протакия. Всеки изотоп на споменатите елементи, които са били отворени, има радиоактивни свойства. Пиер Кюри и Лаборд през 1903 г. описват феномена разграждане на радий. Те показаха, че реакционните продукти от 1 грам Ra в един час разпадане произвеждат около сто и четиридесет калории. През същата година Рамзи и Соди открили, че запечатана ампула, съдържаща радий, съдържа хелий в неговата газообразна форма.

Произведенията на такива учени като Ръдърфорд, Дорн, Дебиер и Джизел ни показват, че в общия списък на продуктите на разпад U и Th включва някои бързо разпадащи се вещества - газове. Те имат своя собствена радиоактивност, но те се наричат ​​торий или радиални еманации. Това важи и за актиний. Те доказаха, че когато радиумите се разпадат, хелий и радон са създадени. Законът за радиоактивността по отношение на трансформацията на елементите е формулиран за първи път от Soddy, Russell и Fayans.

Видове радиация

Откриването на явлението, което изучаваме в тази статия, бе разгледано за пръв път от Бекверел. Той беше този, който откри феномена на гниене. Следователно, единици радиоактивност се наричат ​​becquerels (Bq). Въпреки това, Ръдърфорд направи един от най-големите приноси за развитието на теорията за r-dimensionality. Той съсредоточи собствените си ресурси на внимание върху анализа на изследваното гниене и успя да установи естеството на тези трансформации, както и да определи радиацията, която ги съпровожда.

Основата на заключенията му е постулацията на наличието на алфа, гама и бета лъчение, които се излъчват от естествени радиоактивни елементи, а измерването на радиоактивността дава възможност да се изолират следните видове:

• Бета - радиацията е надарена със силни проникващи свойства. Тя е много по-мощна от алфа-лъчението, но също така може да бъде отклонена в магнитно и / или електрическо поле в посока, обратна на по-голямото разстояние. Това служи като обяснение и доказателство, че тези частици са отрицателно заредени e^-. За да се направят изводи за факта, че електроните се излъчват, Ръдърфорд е способен въз основа на анализ на съотношението на масата към заряда.
• Алфа - радиация - вълни от лъчи, които при атмосферно налягане могат да преодолеят само малки разстояния (обикновено не повече от 7,5 сантиметра). Ако го сложим в х вакуум, можем да наблюдаваме как магнитните и електрическите полета засягат алфа-лъчението и водят до отклонението му от оригиналната траектория. Анализирайки посоката и величината на отклонението и отчитайки връзката между заряда и масата (e / m), можем да стигнем до извода, че това лъчение е поток от частици с положителен заряд. Съотношението на параметрите на теглото и заряда е идентично на стойността на двойно йонизирания алуминиев хелий. Въз основа на работата си и използването на спектроскопски изследвания, Ръдърфорд установи, че алфа радиацията се формира от хелиеви ядра.
• гама-радиация - вид радиоактивност, която има най-голяма проникваща сила при други видове радиация. Тя не може да бъде отклонена от влиянието на магнитно поле, нито има заряд. Това "твърдо" радиация, което е най-нежелан начин да се засегне живата материя.

Радиоактивна трансформация

Друг фактор при формирането и уточняването на определението за радиоактивност е откриването от страна на Ръдърфорд на атомните ядрени структури. Не по-малко важно е установяването на връзката между редица свойства на атома и структурата на неговото ядро. В края на краищата това е "ядрото" на частицата, която определя структурата на електронната обвивка и всички свойства на химическия характер. Това е, което позволи да се дешифрират напълно принципите и механизмите, чрез които се осъществява радиоактивната трансформация.

Първата успешна трансформация на ядрото е извършена през 1919 г. от Ърнест Ръдърфорд. Той използва "бомбардирането" на ядрото на N-атома с помощта на частици на полониа алфа. Последствие от това е излъчването на протони с азот, последвано от превръщане в кислородни ядра-O17.

През 1934 г. двойката Кюри получава радиоактивни изотопи на фосфор чрез изкуствена радиоактивност. Те действат върху алуминий с алфа частици. Получените Р30 ядра имат някои разлики от естествените p-ти форми на същия елемент. Например, по време на разпада не се емитират електронни частици, а позитронните частици. Освен това те се трансформират в стабилни силициеви ядра (Si30). През 1934 г. се открива изкуствената радиоактивност и феноменът на позитронното разпадане.

Улавянето на електрон

Един от класовете радиоактивност е електронното улавяне (К-улавяне). В него електроните се улавят директно от черупките на атомите. По правило К-черупката излъчва определен брой неутрони и след това се трансформира в нова "ядро" на атома със същия индекс на масовия номер (А). Но броят на атома (Z) става по-малък с 1, в сравнение с първоначалното ядро.

Процесът на трансформация на ядрото по време на улавяне на електрони и позитронно разпадане е действие, подобно на другото. Затова те могат да се видят едновременно по време на наблюдението на набор от атоми от един вид. Електронното улавяне винаги се придружава от излъчване на лъчение в рентгеновата форма. Това се обяснява с прехода на електрона от по-далечния ядрен орбитал към по-близкия. Този феномен, на свой ред, се обяснява с факта, че електроните са разкъсани от орбити, които са по-близо до ядрото, и тяхното място се стреми да запълни частиците от отдалечени нива.

Понятието изомерен преход

Феноменът на изомерния преход се основава на факта, че излъчването на алфа и / или бета частици води до възбуждане на определени ядра, които са в състояние на излишна енергия. Изпусканите ресурси "поток" под формата на възбуден гама кванти. Промяната в състоянието на ядрото по време на петото разпадане води до образуването и изолирането на трите вида частици.

Проучването на изотопа на стронций 90 даде възможност да се определи, че той излъчва само бета - частици и ядрата, например, натрий 24, също могат да отделят гама кванти. По-голямата част от атомите са изключително малко в развълнуваното състояние. Тази стойност е толкова кратка (10^-9) и малка, че все още не може да бъде измерена. Съответно, само малък процент от ядрата може да бъде в състояние на възбуда за относително дълъг период от време (до месеци).

Ядките, които могат да "живеят" толкова дълго, се наричат ​​изомери. Придружаващите преходи, които се наблюдават по време на трансформацията от едно състояние в друго и са придружени от излъчването на гама квантови частици, се наричат ​​изомери. Радиоактивността на радиацията в този случай придобива високи и животозастрашаващи стойности. Ядките, които отделят само бета и / или алфа частици, се наричат ​​чисти ядра. Ако гама-лъчевата емисия в ядрото се наблюдава по време на разпадането му, тогава се нарича гама-емитер. Един чист радиатор от този вид може да се нарече ядро, претърпяло множество изомерни преходи, което е възможно само ако съществува дълго време в разбудено състояние.