Što je radioaktivnost?

U ovom ćemo članku upoznati termin "radioaktivnost". Ovaj koncept ćemo razmotriti općenito, s gledišta tijeka procesa raspada. Analizirati glavne vrste zračenja zakon o propadanju, povijesni podaci i još mnogo toga. Idemo na koncept "izotopa" i upoznajmo se s fenomenom elektroničkog propadanja.

uvod

Radioaktivnost je kvalitativni parametar atoma koji dopušta nekim izotopima propadanje u spontanom poretku i emitiraju zračenje. Prva potvrda ove izjave je napravio Becquerel, koji je proveo eksperimente o uranu. Zbog toga su zrake emitirane uranijem imenovane u njegovu čast. Fenomen radioaktivnosti je oslobađanje alfa ili beta čestica iz jezgre atoma. Radioaktivnost se izražava u obliku širenja atomske jezgre određenog elementa i omogućuje potonji da se transformira iz atoma jednog elementa u drugi.

Tijekom ovog procesa, početni atom propada, a slijedi pretvorba u atom, koji karakterizira drugi element. Rezultat izbacivanja četiri alfa čestice iz atomske jezgre bit će smanjenje broja mase, koje tvori atom, za četiri jedinice. To dovodi do pomaka u periodičnom stolu za nekoliko položaja na lijevoj strani. Taj je fenomen uzrokovan činjenicom da su tijekom "alfa metak" izbačeni 2 protona i 2 neutrona. I broj elementa, kao što se sjećam, odgovara broju protona u jezgri. Ako je beta čestica izbačena (npr^-) onda se odvija transformacija neutrona iz jezgre u jedan proton. To dovodi do pomaka u periodičnom stolu za jednu ćeliju udesno. Masa se mijenja u iznimno male vrijednosti. Emisija negativno nabijenih elektrona povezana je s emisijom gama zraka.

Zakon propadanja

Radioaktivnost je fenomen u kojem se izotop raspada u radioaktivnom obliku. Ovaj proces podliježe zakonu: čisti atomi (n), koji propadaju u jedinici vremena, razmjerni su broju atoma (N) koji su dostupni u određenom trenutku:

n = lambda-N.

U ovoj formuli koeficijent lambda - podrazumijeva stalno propadanje radioaktivnog karaktera, koji je povezan s poluvrijanjem izotopa (T) i odgovara sljedećoj izjavi: lambda- = 0,693 / T. Iz ovog zakona slijedi da će nakon isteka razdoblja jednakog poluvrijeme kvantitativna vrijednost izotopa biti manja od dva puta. Ako atomi nastali tijekom radioaktivnog (r-raspadanja) raspada postaju iste prirode, onda počinje njihova akumulacija, koja će trajati do uspostavljanja radioaktivne ravnoteže između dva izotopa: kćeri i roditelj.

Teorija i radioaktivno raspadanje

Radioaktivnost i propadanje su međusobno povezani predmeti studija. Prvo (p-nost) postaje moguće zahvaljujući drugom (procesu raspada).

Koncept radioaktivnog raspada karakterizira sebe kao transformaciju sastava ili strukture strukture atomske nestabilne jezgre. Štoviše, fenomen je spontan. Postoji emisija elementarne čestice (ili čestice) ili gama kvantnog, kao i oslobađanje nuklearnih fragmenata. Nuklidi koji odgovaraju ovom procesu nazivaju se radioaktivnim. Međutim, ovaj pojam se također koristi za opisivanje supstancija čije jezgre su također radioaktivni.

Prirodna radioaktivnost je propadanje atomskih jezgri koje se prirodno pojavljuju u spontanom poretku. Umjetni postupak je isti proces koji smo gore spomenuli, ali ga čovjek provodi pomoću umjetnih puteva koji odgovaraju posebnim nuklearnim reakcijama.

Majka i kći su one jezgre koje propadaju, a one koje se formiraju kao konačni proizvod ovog propadanja. Broj mase i naboj strukture kćeri opisani su u pravilu Soddy displacement.

Fenomen radioaktivnosti uključuje različite spektre koji ovise o vrsti energije. U ovom slučaju, spektar alfa čestica i y kvarkova povezan je s diskontinuiranom (diskretnom) vrstom spektra, a beta čestice su kontinuirane.

Do danas smo poznati ne samo abecednim i beta dekadama, već je otkriven i emisija protona i neutrona. Također je otkriven koncept kulture radioaktivnosti i spontane fisije. Hvatanje elektrona, pozitrona i dvostrukog raspadanja beta čestica ulaze u sekciju beta-propadanja i smatraju se njegovom raznolikošću.

Postoje izotopi koji mogu biti istovremeno izloženi dvjema ili više vrsta propadanja. Primjer je bizmut 212 koji, s 2/3 vjerojatnosti, tvori talij 208 (uz uporabu propadanja alfa-tipa) i 1/3 će dovesti do pojave polonija 212 (u postupku beta-raspada).

Jezgra nastala tijekom takvog propadanja može ponekad imati ista radioaktivna svojstva, a nakon nekog vremena bit će uništena. Fenomen p-tog propadanja je jednostavniji u odsutnosti stabilne jezgre. Niz sličnih procesa naziva se propadanjem lanca, a nukleotidi koji se javljaju nazivaju se radioaktivnim jezgrama. Redovi takvih elemenata, koji počinju s urana 238 i 235, i torij-232, na kraju dolazi do stanja stabilne nukleotida odnosno dovesti 206, 207 i 208.

Fenomen radioaktivnosti dopušta da se neke jezgre (izobare) s istim masenim brojem preoblikuju jedna na drugu. To je moguće zbog beta propadanja. Svaki izobarni lanac uključuje jedan do tri stabilne nukleotidne vrste beta-tipa (oni nemaju sposobnost beta-propadanja, ali mogu biti nestabilni, na primjer, u odnosu na druge vrste p-raspadanja). Ostatak skupa jezgara ovog kruga je beta-nestabilan. Primjenom beta - minus ili beta - plus propadanje, moguće je pretvoriti jezgru u nuclide s beta - stabilni oblik. Ako postoje takvi nuklidi u izobarskom lancu, tada jezgra može početi proći beta-pozitivno ili negativno raspadanje. Taj se fenomen zove elektronska snimka. Primjer je propadanje radionuklida kalij 40 u susjedne beta - stabilna stanja argona 40 i kalcija 40.

o izotopima

Radioaktivnost je, prije svega, propadanje izotopa. Trenutno je čovjek svjestan više od četrdeset izotopa koji posjeduju radioaktivnost i prirodne uvjete. Dominantni broj nalazi se u r-th seriji: uranij-radium, trijum i aktinium. Sve te čestice postoje i šire se u prirodi. Oni mogu biti prisutni u stijeni, vodama svjetskih oceana, biljaka i životinja, itd. I uzrokuju prirodnu prirodnu radioaktivnost.

Uz prirodni raspon p-izotopa, čovjek je stvorio više od tisuću umjetnih vrsta. Metoda proizvodnje najčešće se ostvaruje u nuklearnim reaktorima.

Puno p-izotopa se koristi i koristi se u medicinske svrhe, na primjer, u borbi protiv raka. Oni su vrlo važni u području dijagnostike.

Opće informacije

Bit radioaktivnosti leži u činjenici da se atomi mogu spontano okrenuti od jednog do drugog. Na taj način stječu stabilniju ili stabilnu osnovnu strukturu. P-jezgra tijekom transformacije aktivno alocira energetske resurse atoma, koji imaju oblik nabijenih čestica ili dostižu stanje gama kvage, potonji zauzvrat čine ili odgovarajuće (gama) ili elektromagnetsko zračenje.

Već znamo o postojanju radioaktivnih izotopa umjetne i prirodne prirode. Važno je razumjeti da između njih nema posebne i / ili temeljne razlike. To je zbog svojstava jezgri, koje se mogu odrediti samo u skladu s strukturiranjem jezgre i ne ovise o načinima stvaranja.

Iz povijesti

Kao što je ranije spomenuto, otkriće radioaktivnosti posljedica je djela Becquerela, koja su počinjena 1896. Taj je proces identificiran tijekom pokusa na uranu. Točnije, znanstvenik je pokušao uzrokovati da emulzija potamne fotoemulziju i izloži ionizacijski zrak. Madame Curie-Sklodowska bila je prva osoba koja je mjerila intenzitet zračenja U. Istodobno s znanstvenikom iz Njemačke Schmidta otkrila je rijetkost torija. Bilo je to par Curie, nakon otkrića nevidljivog zračenja, što ga je nazvao radioaktivnim. Godine 1898. također su otkrili polonij - drugi p-taj element koji je pohranjen u rude urana. Radij je otkrio i par Curie 1898. godine, ali nešto ranije. Rad je obavljen zajedno s Bemonom.

Nakon otkrića mnogih p-elemenata, pokazalo se i značajan broj autora koji pokazuju da sve uzrokuju emisije tri vrste koje mijenjaju svoje ponašanje pod uvjetima magnetskog polja. Jedinica radioaktivnosti je becquerel (Bq, ili Bq). Rutherford je predložio da nazove otkrivene zrake alfa, beta i gama zrake.

Alfa zračenje je skup čestica s pozitivnim nabojem. Beta zrake formiraju se elektrone, čestice s negativnim nabojem i malom masom. Gama zrake su analogni rendgenskih zraka i zastupljeni su u obliku elektromagnetskih kvaga.

1902. godine Rutherford i Soddy objasnili su fenomen radioaktivnosti kroz proizvoljnu transformaciju atoma jednog elementa u drugu. Taj je proces poštivao zakone o sreci i bio je popraćen raspodjelom energetskih resursa, koji su imali oblik gama, beta i alfa zrake.

M. Curie je zajedno s Debiernom proučavao prirodnu radioaktivnost. Primili su 1910 metal - radium - u čistom obliku, i istražili su njegova svojstva. Posebno, pozornost je posvećena mjerenju trajnog propadanja. Debiern i Giselle su otkrili aktinij, a Gan je otkrio atome poput radiotelijata i mezotorije. Boltonwood je opisao ion, a Gan i Maitner su otkrili protaktinium. Svaki izotopi navedenih elemenata, koji su bili otvoreni, imaju radioaktivna svojstva. Pierre Curie i Laborde 1903. godine opisuju pojavu propadanja radiuma. Pokazali su da produkti reakcije od 1 grama Ra u jednom satu propadanja proizvode oko stotinu i četrdeset kalorija. Iste godine, Ramsay i Soddy otkrili su da zapečaćena ampula radiuma sadrži helij u plinovitom obliku.

Radovi takvih znanstvenika kao što su Rutherford, Dorn, Debiern i Giselle pokazuju da u općem popisu proizvoda za raspadanje U i Th uključuje neke brzo raspadajuće tvari - plinove. Imaju vlastitu radioaktivnost, ali se nazivaju trijum ili radium emanations. Ovo se također odnosi i na aktinium. Pokazali su da kad se radium propada, nastaju helij i radon. Zakon radioaktivnosti na transformaciji elemenata najprije je formulirao Soddy, Russell i Fayans.

Vrste zračenja

Otkriće fenomena, koju proučavamo u ovom članku, najprije je riješio Becquerel. Bio je taj koji je otkrio fenomen propadanja. Stoga, jedinice radioaktivnosti nazivaju se becquerelima (Bq). Međutim, Rutherford je napravio jedan od najvećih doprinosa razvoju teorije r-dimenzionalnosti. Usredotočio je svoje vlastite potencijale pažnje na analizu proučavanog propadanja i bio u stanju utvrditi prirodu tih transformacija, kao i odrediti zračenje koje ih prati.

Osnovu njegovih zaključaka je postavljanje prisutnosti alfa, gama i beta zračenja koje emitiraju prirodni radioaktivni elementi, a mjerenje radioaktivnosti omogućilo je izoliranje sljedećih tipova:

• Beta - zračenje je obdareno jakim penetrirajućim svojstvima. Mnogo je moćniji od alfa zračenja, ali se također može odbaciti u magnetskom i / ili električnom polju u smjeru suprotnom od većeg razmaka. Ovo služi kao objašnjenje i dokaz da su te čestice negativno napunjene e^-. Da bi se donijeli zaključci o činjenici da se elektrona zrače, Rutherford je bio u mogućnosti na temelju analize omjera mase i naboja.
• Alfa - zračenje - valovi zračenja, koji pod atmosferskim pritiskom mogu prevladati samo male udaljenosti (obično ne više od 7,5 centimetara). Ako ga stavimo u vakuum x, možemo promatrati kako magnetska i električna polja utječu na alfa zračenje i dovesti do njezinog odstupanja od originalne putanje. Analizirajući smjer i veličinu odstupanja, a uzevši u obzir i odnos između naboja i mase (e / m), možemo doći do zaključka da je to zračenje tok čestica s pozitivnim nabojem. Omjer parametara težine i naboja jednak je vrijednosti dvostruko ioniziranog atoma helija. Na temelju svog rada i uporabe spektroskopskih istraživanja, Rutherford je utvrdio da alfa zračenje nastaje pomoću jezgri helija.
• gama - zračenje - vrsta radioaktivnosti koja ima najveću penetracijsku snagu među ostalim vrstama zračenja. Ne može se skrenuti utjecajem magnetskog polja, niti ima naplatu. Ovo "teško" zračenje, što je najpoželjniji način da utječe na živu materiju.

Radioaktivna transformacija

Još jedan čimbenik u formiranju i specifikaciji definicije radioaktivnosti je otkriće Rutherfordovih atomskog nuklearnih struktura. Ono što nije manje važno je uspostavljanje odnosa između brojnih svojstava atoma i strukture njezine jezgre. Uostalom, to je "jezgra" čestice koja određuje strukturu ljuske elektrona i sva svojstva kemijskog karaktera. To je ono što je dopušteno u potpunosti dešifrirati načela i mehanizam kojim se odvija radioaktivna transformacija.

Prva uspješna transformacija jezgre ostvarila je 1919. godine Ernest Rutherford. Koristio je "bombardiranje" jezgre N atoma pomoću polonija alfa čestica. Posljedica toga bila je emisija protona dušikom, nakon čega slijedi konverzija u kisikove jezgre-O17.

Godine 1934. Curie par primio radioaktivni izotopi fosfora putem umjetne radioaktivnosti. Djelovali su na aluminiju s alfa česticama. Dobivene P30 jezgre imale su neke razlike od prirodnih P-oblika istog elementa. Na primjer, tijekom propadanja nisu emitirane elektronske čestice, već pozitivne čestice. Dalje su transformirani u stabilnu silicijsku jezgru (Si30). Godine 1934. došlo je do otkrivanja umjetne radioaktivnosti i fenomena positronskog propadanja.

Snimanje elektrona

Jedna od klasa radioaktivnosti je elektronsko snimanje (K-snimanje). U njoj su elektroni zarobljeni izravno iz školjaka atoma. K-ljuska u pravilu emitira određeni broj neutrona, a zatim se pretvara u novu "jezgru" atoma s istim indeksom masenog broja (A). Međutim, broj atoma (Z) postaje manji za 1, u usporedbi s izvornom jezgrom.

Proces transformacije jezgre tijekom snimanja elektrona i propadanja pozitrona sličan je međusobno djelovanje. Stoga ih se može vidjeti istodobno tijekom promatranja skupa atoma jedne vrste. Elektroničko snimanje uvijek prati emisiju zračenja u rendgenskom obliku. To se objašnjava prijelazom elektrona iz udaljenijih nuklearnih orbita na bliže. Taj se fenomen, zauzvrat, objašnjava činjenicom da su elektroni odvojeni od orbita koji su bliži jezgri, a njihovo se mjesto traži da napuni čestice s udaljenih nivoa.

Pojam izomerne tranzicije

Fenomen izomerne tranzicije temelji se na činjenici da emisija alfa i / ili beta čestica dovodi do uzbude nekih jezgri koji su u stanju viška energije. Emitirani resursi "tijek" u obliku uzbuđenog gama kvanta. Promjena stanja jezgre tijekom p-tog propadanja dovodi do formiranja i izolacije svih triju vrsta čestica.

Proučavanje izotopa stroncija 90 omogućilo je određivanje da emitira samo beta čestice, a jezgre, na primjer, natrij 24, također mogu emitirati gama kvantu. Velika većina atoma izuzetno je malo u uzbudljivom stanju. Ova je vrijednost tako kratka (10^-9) i mala, da se još ne može mjeriti. Prema tome, samo mali postotak jezgri može biti u stanju uzbude za relativno dugo razdoblje (do mjeseci).

Kernele koje se toliko dugo mogu "živjeti" nazivaju se izomeri. Prateće prijelaze, koje se promatraju tijekom transformacije iz jedne države u drugu i praćene emisijom gama kvantnih čestica, nazivaju se izomerne. Radioaktivnost zračenja u ovom slučaju dobiva visoke i opasne po život. Kernele koje emitiraju samo beta i / ili alfa čestice nazivaju se čiste jezgre. Ako se gama zraka emitira u jezgri tijekom promatranja, tada se naziva gama-odašiljač. Čisti radijator potonje vrste može se nazvati samo jezgrom koja prolazi kroz mnoštvo izomernih prijelaza, što je moguće samo ako postoji dugo u uzbudjenom stanju.