Transformations radioactives. Transformations radioactives - Hypermarché du savoir Formule Transformations radioactives des noyaux atomiques

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Rayonnement gamma. Il s’agit d’un flux de quanta gamma, un rayonnement électromagnétique, plus « dur » que les rayons X médicaux ordinaires, représentant un flux de photons de plus faible énergie. .

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59. La loi de la désintégration radioactive.

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60 . Activité – le nombre d'événements de désintégration (en général, actes de transformations radioactives et nucléaires) par unité de temps (généralement par seconde).

Les unités d'activité sont les curies becquerel.

Le becquerel (Bq) correspond à un événement de désintégration par seconde (1 désintégration/s). L'unité porte le nom du physicien français et prix Nobel Antoine-Henri Becquerel.

Curie (Ci) est l'activité de 1 gramme de radium 226 en équilibre avec ses produits de désintégration filles. Curie (Ci)-3,7x1010Bq. Si les radionucléides sont distribués dans le volume d'une substance, alors la notion d'« activité spécifique » (masse ou volume) est utilisée - l'activité d'une unité de masse ou de volume d'une substance, en la mesurant en Bq/kg Ci/kg ; Bq/lys Ki/l.

Plus précisément, il s'agit de l'activité d'un radionucléide (ou d'un mélange de radionucléides) par unité de poids ou de volume de la substance.

Dans le cas où les radionucléides sont répartis à la surface du sol, la notion d'« activité de surface » est utilisée - l'activité d'une unité de surface, mesurée en Bq/m2 ou Ci/m2 ; Bq/km2 ou Ci/km2.

61. Toutes les particules atomiques et subatomiques émises par le noyau d'un atome lors de la désintégration radioactive, c'est-à-dire rayonnement radioactif ou ionisant traversant la matière :

Premièrement, ils conduisent à son ionisation, à la formation de particules chaudes (de haute énergie) et extrêmement réactives : ions et radicaux libres (fragments de molécules sans charge) ;

Deuxièmement, ils peuvent conduire à l'activation d'une substance, à l'apparition d'une activité dite induite, c'est-à-dire à la transformation d'atomes stables en atomes radioactifs - l'apparition de radionucléides d'origine activée. Par conséquent, les principales caractéristiques des atomes ionisants le rayonnement est l'énergie des particules, leur portée dans différents milieux ou leur capacité de pénétration, ainsi que leur capacité ionisante (notamment en tant que danger pour les objets biologiques).

En raison de leur masse et de leur charge, les particules a ont la plus grande capacité ionisante : elles détruisent tout sur leur passage. Les radionucléides aactifs sont donc les plus dangereux pour les humains et les animaux lorsqu'ils sont ingérés. En raison de leur petite taille, de leur masse et de leur charge, les particules β ont une capacité ionisante bien moindre que les particules α, mais il est naturel que lorsqu'elles sont ingérées, les isotopes β-actifs soient également beaucoup plus dangereux que lorsqu'ils sont exposés à une irradiation externe. Des couches épaisses de béton, de plomb et d'acier sont utilisées comme protection contre les rayonnements n et g, et dans ce cas, nous parlons uniquement du facteur d'atténuation et non d'une protection complète. Dans tous les cas, il ne faut pas oublier que la « protection » la plus rationnelle contre tout rayonnement est la plus grande distance possible de la source de rayonnement (dans des limites raisonnables, bien sûr) et le temps le plus court possible passé dans la zone de rayonnement accru.

62. Ainsi, le principal indicateur pour caractériser l'influence des sources de rayonnement est l'évaluation de l'énergie qu'elles perdent lors de leur passage à travers une substance (milieu) et qui est absorbée par cette substance.

Lors de la mesure des rayonnements ionisants, le concept de dose est utilisé et lors de l'évaluation de son effet sur des objets biologiques, des facteurs de correction supplémentaires sont utilisés. La dose absorbée (du grec - part, portion) est l'énergie des rayonnements ionisants (IR) absorbée par la substance irradiée et généralement calculée par unité de sa masse. Gray (Gy) est une unité de dose absorbée dans le système d'unités SI. Rad est une unité non systémique de dose absorbée. La dose absorbée est un concept universel qui caractérise le résultat de l'interaction du champ de rayonnement avec l'environnement. La dose d'exposition (pour les rayons X et les rayons g) est déterminée par ionisation de l'air. Les rayons X (R) sont une unité non systémique de dose d'exposition. Il s'agit de la quantité de rayonnement de rayons G ou X qui, dans 1 cm3 d'air sec (ayant un poids de 0,001293 g dans des conditions normales), forme 2,082 109 paires d'ions qui portent une charge de 1 unité électrostatique de chaque signe (dans le système SGSE). La dose équivalente est une dose calculée pour les objets biologiques (humains) en tenant compte du facteur de qualité du rayonnement QC. Égal au produit de la dose absorbée et du CC. La dose équivalente peut être mesurée dans les mêmes unités que la dose absorbée. L'unité de dose équivalente dans le système SI est le Sievert (Sv). La dose équivalente efficace est une dose équivalente calculée en tenant compte de la sensibilité différente des différents tissus corporels aux rayonnements. Elle est égale à la dose équivalente reçue par un organe déterminé (tissu, compte tenu de leur poids), multipliée par le « coefficient de risque radiologique » correspondant.

63. Le calcul d'une dose individuelle dans le cas général est réalisé à partir du schéma suivant, illustrant les principales étapes de l'entrée et de la répartition des radionucléides dans l'environnement.

En général, l'impact des rayonnements sur les objets biologiques et, en premier lieu, sur le corps humain provoque trois effets négatifs différents.

Le premier est un effet génétique sur les cellules héréditaires (sexuelles) du corps. Cela ne peut se manifester et ne se manifeste que chez la progéniture. Il s'agit de la naissance d'enfants présentant divers écarts par rapport à la norme (malformations à des degrés divers, démence, etc.), ou de la naissance d'un fœtus totalement non viable, présentant des écarts incompatibles avec la vie.

Le second est un effet génétique sur l'appareil héréditaire des cellules somatiques - les cellules du corps. Elle se manifeste au cours de la vie d'une personne particulière sous la forme de diverses maladies (principalement le cancer). Le troisième effet est l’effet immunosomatique. Il s’agit d’un affaiblissement des défenses de l’organisme et du système immunitaire dû à la destruction des membranes cellulaires et autres structures. Elle se manifeste sous la forme d'une grande variété de maladies, y compris celles qui semblent totalement indépendantes de l'exposition aux radiations, par une augmentation du nombre et de la gravité des maladies et par des complications. Une immunité affaiblie provoque l'apparition de maladies, y compris le cancer. Ainsi, en raison de la radiosensibilité élevée des organes internes et de la durée du processus d'élimination partielle des isotopes radioactifs du corps, l'irradiation interne est plus dangereuse pour l'homme que l'irradiation externe.

64. Il convient de prêter attention à l'écart marqué entre la dose reçue, c'est-à-dire l'énergie libérée dans le corps, et l'effet biologique.

Les mêmes doses reçues par une personne de rayonnements externes et internes, ainsi que les doses reçues de différents types de rayonnements ionisants, de différents radionucléides (lorsqu'ils pénètrent dans l'organisme) provoquent des effets différents !

Dans le même temps, une dose absolument mortelle pour l'homme de 1 000 roentgens en unités d'énergie thermique ne représente que 0,0024 calories.

Cette quantité d’énergie thermique ne peut chauffer qu’environ 0,0024 ml d’eau (0,0024 cm3) à 1°C, soit seulement 2,4 mg d’eau. Avec un verre de thé chaud, nous en obtenons des milliers de fois plus.

Dans le même temps, les médecins, les scientifiques et les spécialistes du nucléaire opèrent avec des doses de milli-, voire de micro-roentgens. Autrement dit, ils indiquent une précision qui n’existe pas réellement.

65. Toutes les urgences sont classées selon quatre critères :

1) la sphère d'occurrence, qui détermine la nature de l'origine de la situation d'urgence ;

2) affiliation départementale, c'est-à-dire où et dans quel secteur de l'économie nationale cette situation d'urgence s'est produite ;

3) l'ampleur des conséquences possibles. Ici, l'importance (l'ampleur) de l'événement, les dommages causés et la quantité de forces et de ressources impliquées pour éliminer les conséquences sont pris comme base ;

4) la vitesse de propagation du danger.

66. Les citoyens de la République de Biélorussie dans le domaine de la protection de la population et des territoires contre les situations d'urgence ont le droit :

protéger la vie, la santé et les biens personnels en cas de situations d'urgence ;

utiliser, conformément aux plans d'intervention d'urgence, les moyens de protection collective et individuelle et autres biens des organes gouvernementaux républicains, d'autres organismes d'État subordonnés au Conseil des ministres de la République de Biélorussie, des organes exécutifs et administratifs locaux et d'autres organisations destinées à protéger le population confrontée à des situations d'urgence ;

à des informations sur les risques auxquels ils peuvent être exposés dans certains lieux de séjour dans le pays et sur les mesures de sécurité nécessaires ; contacter les organismes gouvernementaux, d'autres organisations, ainsi que les entrepreneurs individuels sur les questions de protection de la population et des territoires contre les situations d'urgence ;

participer de la manière prescrite aux mesures visant à prévenir et à éliminer les situations d'urgence ;

pour l'indemnisation des dommages causés à leur santé et à leurs biens à la suite de situations d'urgence ;

pour des soins médicaux gratuits, une indemnisation et des avantages pour vivre et travailler dans les zones d'urgence ;

à libérer l'assurance sociale de l'État, en recevant une indemnisation et des prestations pour les dommages causés à leur santé lors de leur participation à des activités d'intervention d'urgence ; pour le versement d'une pension en cas de perte d'aptitude au travail en raison d'un accident ou d'une maladie survenue dans l'exercice de fonctions visant à protéger la population et les territoires des situations d'urgence, selon les modalités établies pour les travailleurs dont l'invalidité est survenue à la suite d'un accident du travail ;

pour la prévoyance en cas de perte d'un soutien de famille décédé ou décédé des suites d'une blessure ou d'une maladie reçue dans l'exercice de fonctions de protection de la population et des territoires contre les situations d'urgence, selon les modalités établies pour les familles des citoyens décédés ou décédés d'une blessure subie dans l'exercice d'un devoir civique visant à sauver des vies humaines, à protéger la propriété et à assurer l'ordre public.

Les citoyens de la République de Biélorussie dans le domaine de la protection de la population et des territoires contre les situations d'urgence sont tenus de : se conformer à la législation dans le domaine de la protection de la population et des territoires contre les situations d'urgence ;

respecter les mesures de sécurité dans la vie quotidienne et les activités de travail quotidiennes, éviter les violations de la discipline de production et technologique, les exigences de sécurité environnementale, qui peuvent conduire à des situations d'urgence ;

étudier les méthodes de base de protection de la population et des territoires contre les situations d'urgence, les méthodes de premiers secours aux victimes, les règles d'utilisation des équipements de protection collective et individuelle, améliorer constamment leurs connaissances et leurs compétences pratiques dans ce domaine ;

67. Le système étatique de prévention et de liquidation des situations d'urgence s'unit

organisme gouvernemental républicain exerçant la gestion dans le domaine de la prévention et de la réponse aux situations d'urgence, assurant la sécurité incendie, industrielle, nucléaire et radiologique, la protection civile (ci-après dénommé l'organisme gouvernemental républicain pour les situations d'urgence),

d'autres organes du gouvernement républicain,

d'autres organisations d'État subordonnées au Conseil des ministres de la République de Biélorussie,

les organes exécutifs et administratifs locaux,

d'autres organisations dont les pouvoirs incluent la résolution des problèmes de protection de la population et des territoires contre les situations d'urgence. Les principaux objectifs du système étatique de prévention et de réponse aux situations d'urgence sont :

l'élaboration et la mise en œuvre de normes juridiques et économiques pour assurer la protection de la population et des territoires contre les situations d'urgence ;

mise en œuvre de programmes ciblés et scientifiques et techniques visant à prévenir les situations d'urgence et à accroître la durabilité du fonctionnement des organisations, ainsi que des équipements sociaux dans les situations d'urgence ;

assurer la préparation à l'action des organismes, forces et moyens de gestion des situations d'urgence destinés et affectés à la prévention et à l'élimination des situations d'urgence ; Les principaux objectifs du système étatique de prévention et de réponse aux situations d'urgence sont :

création de réserves républicaines, sectorielles, territoriales, locales et d'installations de ressources matérielles pour la liquidation des situations d'urgence (ci-après dénommées réserves de ressources matérielles pour la liquidation des situations d'urgence, sauf indication contraire) ;

collecte, traitement, échange et diffusion d'informations dans le domaine de la protection de la population et des territoires contre les situations d'urgence;

préparer la population à agir dans les situations d'urgence;

prévoir et évaluer les conséquences socio-économiques des situations d'urgence ;

mise en œuvre de l'examen, de la surveillance et du contrôle de l'État dans le domaine de la protection de la population et des territoires contre les situations d'urgence ; Les principaux objectifs du système étatique de prévention et de réponse aux situations d'urgence sont :

réponse d'urgence;

mise en œuvre de mesures de protection sociale de la population touchée par les situations d'urgence, réalisation d'actions humanitaires ;

mise en œuvre des droits et responsabilités de la population dans le domaine de la protection contre les situations d'urgence, ainsi que des personnes directement impliquées dans leur élimination ;

la coopération internationale dans le domaine de la protection des populations et des territoires contre les situations d'urgence ; Les principaux objectifs du système étatique de prévention et de réponse aux situations d'urgence sont :

69. Au milieu du siècle dernier, l'humanité a commencé à prendre conscience de la gravité des problèmes environnementaux auxquels elle était confrontée, et une question naturelle s'est posée : combien de temps nous reste-t-il, combien d'années faudra-t-il avant que les conséquences tragiques de notre négligence de l'environnement ne surviennent. l'environnement naturel devient-il une évidence ? Il ne nous reste plus trente ans pour étudier et discuter des problèmes environnementaux. Soit nous devons créer une société durable, soit nous serons témoins de l’extinction de la civilisation sur Terre. En 1983, les Nations Unies ont créé la Commission mondiale sur l'environnement et le développement.

Parallèlement, les principes de développement durable suivants ont été formulés :

Les individus ont droit à une vie saine et productive en harmonie avec la nature ;

Le développement actuel ne doit pas se faire au détriment des intérêts du développement et de la protection de l'environnement, dans l'intérêt des générations présentes et futures ;

La protection de l’environnement doit faire partie intégrante du processus de développement et ne peut être considérée isolément ;

Les problèmes environnementaux sont résolus de la manière la plus efficace possible avec la participation de tous les citoyens concernés. Les États développent et renforcent la sensibilisation et la participation du public en fournissant un accès généralisé à l’information environnementale.

70. La biosphère est la région d'existence et de fonctionnement des organismes vivants, couvrant la partie inférieure de l'atmosphère (aérobiosphère), l'ensemble de l'hydrosphère (hydrobiosphère), la surface terrestre (terrabiosphère) et les couches supérieures de la lithosphère (lithobiosphère). La biosphère comprend à la fois les organismes vivants (matière vivante) et leur habitat et constitue un système dynamique intégral qui capte, accumule et transfère de l'énergie par l'échange de substances entre les organismes et l'environnement.

71. Tous les composés chimiques disponibles pour les organismes vivants dans la biosphère sont limités.

L'épuisement des produits chimiques susceptibles d'être absorbés inhibe souvent le développement de certains groupes d'organismes dans des zones locales de terre ou d'océan.

Selon l'académicien V.R. Williams, la seule façon de donner les propriétés finies de l’infini est de le faire tourner le long d’une courbe fermée.

Par conséquent, la stabilité de la biosphère est maintenue grâce au cycle des substances et des flux d’énergie.

Il existe deux cycles principaux de substances : le grand - géologique et le petit - biogéochimique. Le grand cycle est également appelé cycle de l’eau entre l’hydrosphère, l’atmosphère et la lithosphère, qui est déplacée par l’énergie du Soleil. Contrairement à l’énergie qui, une fois utilisée par l’organisme, est convertie en chaleur et perdue, les substances circulent dans la biosphère, créant des cycles biogéochimiques.

72. Le maintien de l'activité vitale des organismes et de la circulation de la matière dans les écosystèmes n'est possible que grâce à un flux constant d'énergie. En fin de compte, toute vie sur Terre existe grâce à l'énergie du rayonnement solaire, qui est convertie par les organismes photosynthétiques (autotrophes) en énergie potentielle - en composés organiques. Le maintien de l'activité vitale des organismes et de la circulation de la matière dans les écosystèmes n'est possible que grâce à un flux constant d'énergie.

Ce fut l’une des étapes les plus importantes dans le développement des connaissances physiques modernes. Les scientifiques ne sont pas immédiatement parvenus aux bonnes conclusions concernant la structure des plus petites particules. Et bien plus tard, d'autres lois ont été découvertes - par exemple, les lois du mouvement des microparticules, ainsi que les caractéristiques de la transformation des noyaux atomiques qui se produisent lors de la désintégration radioactive.

Les expériences de Rutherford

Les transformations radioactives des noyaux atomiques ont été étudiées pour la première fois par le chercheur anglais Rutherford. Même alors, il était clair que la majeure partie de la masse d’un atome réside dans son noyau, puisque les électrons sont plusieurs centaines de fois plus légers que les nucléons. Afin d’étudier la charge positive à l’intérieur du noyau, Rutherford proposa en 1906 de sonder l’atome avec des particules alpha. De telles particules sont apparues lors de la désintégration du radium, ainsi que de certaines autres substances. Au cours de ses expériences, Rutherford a acquis une compréhension de la structure de l’atome, qui a reçu le nom de « modèle planétaire ».

Premières observations de radioactivité

En 1985, le chercheur anglais W. Ramsay, connu pour sa découverte du gaz argon, a fait une découverte intéressante. Il a découvert de l'hélium gazeux dans un minéral appelé kleveite. Par la suite, de grandes quantités d’hélium ont également été trouvées dans d’autres minéraux, mais uniquement dans ceux contenant du thorium et de l’uranium.

Cela a semblé très étrange au chercheur : d’où pouvait provenir le gaz dans les minéraux ? Mais lorsque Rutherford a commencé à étudier la nature de la radioactivité, il s'est avéré que l'hélium était un produit de désintégration radioactive. Certains éléments chimiques « donnent naissance » à d’autres, aux propriétés totalement nouvelles. Et ce fait contredit toute l’expérience antérieure des chimistes de cette époque.

L'observation de Frederick Soddy

Aux côtés de Rutherford, le scientifique Frederick Soddy a été directement impliqué dans la recherche. Il était chimiste et donc tous ses travaux étaient réalisés en relation avec l'identification d'éléments chimiques en fonction de leurs propriétés. En fait, les transformations radioactives des noyaux atomiques ont été remarquées pour la première fois par Soddy. Il a réussi à découvrir quelles sont les particules alpha utilisées par Rutherford dans ses expériences. Après avoir effectué des mesures, les scientifiques ont découvert que la masse d'une particule alpha est égale à 4 unités de masse atomique. Après avoir accumulé un certain nombre de ces particules alpha, les chercheurs ont découvert qu'elles se sont transformées en une nouvelle substance : l'hélium. Les propriétés de ce gaz étaient bien connues de Soddy. Par conséquent, il a soutenu que les particules alpha étaient capables de capturer des électrons de l’extérieur et de se transformer en atomes d’hélium neutres.

Changements à l'intérieur du noyau d'un atome

Des études ultérieures visaient à identifier les caractéristiques du noyau atomique. Les scientifiques ont réalisé que toutes les transformations ne se produisent pas avec les électrons ou la couche électronique, mais directement avec les noyaux eux-mêmes. Ce sont les transformations radioactives des noyaux atomiques qui ont contribué à la transformation de certaines substances en d'autres. A cette époque, les caractéristiques de ces transformations étaient encore inconnues des scientifiques. Mais une chose était claire : en conséquence, de nouveaux éléments chimiques sont apparus.

Pour la première fois, les scientifiques ont pu retracer une telle chaîne de métamorphoses lors du processus de conversion du radium en radon. Les réactions qui aboutissaient à de telles transformations, accompagnées de rayonnements spéciaux, ont été qualifiées de nucléaires par les chercheurs. Après s'être assurés que tous ces processus se déroulent précisément à l'intérieur du noyau d'un atome, les scientifiques ont commencé à étudier d'autres substances, pas seulement le radium.

Types de rayonnement ouverts

La principale discipline pouvant nécessiter des réponses à de telles questions est la physique (9e année). Les transformations radioactives des noyaux atomiques sont incluses dans son cours. En menant des expériences sur le pouvoir pénétrant du rayonnement de l'uranium, Rutherford a découvert deux types de rayonnement, ou transformations radioactives. Le type le moins pénétrant était appelé rayonnement alpha. Plus tard, le rayonnement bêta a également été étudié. Le rayonnement gamma a été étudié pour la première fois par Paul Villard en 1900. Les scientifiques ont montré que le phénomène de radioactivité est associé à la désintégration des noyaux atomiques. Ainsi, un coup dur a été porté aux idées auparavant dominantes selon lesquelles l'atome était une particule indivisible.

Transformations radioactives des noyaux atomiques : principaux types

On pense maintenant que lors de la désintégration radioactive, trois types de transformations se produisent : la désintégration alpha, la désintégration bêta et la capture électronique, autrement appelée capture K. Lors de la désintégration alpha, une particule alpha est émise par le noyau, qui est le noyau d'un atome d'hélium. Le noyau radioactif lui-même est transformé en un noyau ayant une charge électrique inférieure. La désintégration alpha est caractéristique des substances qui occupent les dernières places du tableau périodique. La désintégration bêta est également incluse dans les transformations radioactives des noyaux atomiques. La composition du noyau atomique de ce type change également : il perd des neutrinos ou antineutrinos, ainsi que des électrons et des positrons.

Ce type de désintégration s'accompagne d'un rayonnement électromagnétique à ondes courtes. Lors de la capture électronique, le noyau d’un atome absorbe l’un des électrons proches. Dans ce cas, le noyau de béryllium peut se transformer en noyau de lithium. Ce type a été découvert en 1938 par un physicien américain nommé Alvarez, qui étudiait également les transformations radioactives des noyaux atomiques. Les photographies sur lesquelles les chercheurs ont tenté de capturer de tels processus contiennent des images semblables à un nuage flou en raison de la petite taille des particules étudiées.

Dans la leçon précédente, nous avons abordé la question liée à l'expérience de Rutherford, grâce à laquelle nous savons maintenant que l'atome est un modèle planétaire. C'est ce qu'on appelle le modèle planétaire de l'atome. Au centre du noyau se trouve un noyau massif chargé positivement. Et les électrons tournent autour du noyau sur leurs orbites.

Riz. 1. Le modèle planétaire de l'atome de Rutherford

Frederick Soddy a participé aux expériences avec Rutherford. Soddy est chimiste, il a donc effectué son travail précisément en identifiant les éléments obtenus par leurs propriétés chimiques. C’est Soddy qui a réussi à découvrir ce qu’étaient les particules a, dont le flux tombait sur la plaque d’or lors des expériences de Rutherford. Lorsque les mesures ont été effectuées, il s'est avéré que la masse d'une particule a est de 4 unités de masse atomique et que la charge d'une particule a est de 2 charges élémentaires. En comparant ces éléments, après avoir accumulé un certain nombre de particules a, les scientifiques ont découvert que ces particules se sont transformées en un élément chimique - l'hélium gazeux.

Les propriétés chimiques de l'hélium étaient connues, grâce à quoi Soddy a soutenu que les noyaux, qui sont des particules a, capturaient les électrons de l'extérieur et se transformaient en atomes d'hélium neutres.

Par la suite, les principaux efforts des scientifiques ont consisté à étudier le noyau de l’atome. Il est devenu clair que tous les processus qui se produisent lors d'un rayonnement radioactif ne se produisent pas avec la couche électronique, ni avec les électrons qui entourent les noyaux, mais avec les noyaux eux-mêmes. C'est dans les noyaux que se produisent certaines transformations, à la suite desquelles de nouveaux éléments chimiques se forment.

La première chaîne de ce type a été obtenue pour transformer l'élément radium, utilisé dans des expériences sur la radioactivité, en gaz inerte radon avec émission d'une particule a ; la réaction dans ce cas s'écrit comme suit :

Premièrement, une particule a représente 4 unités de masse atomique et une charge élémentaire double, doublée, et la charge est positive. Le radium a un numéro de série de 88, son numéro de masse est 226 et le radon a un numéro de série de 86, un numéro de masse de 222 et une particule a apparaît. C'est le noyau d'un atome d'hélium. Dans ce cas, on écrit simplement hélium. Numéro ordinal 2, numéro de masse 4.

Les réactions à la suite desquelles de nouveaux éléments chimiques se forment et en même temps de nouveaux rayonnements et d'autres éléments chimiques sont également appelées réactions nucléaires.

Lorsqu’il est devenu évident que des processus radioactifs avaient lieu à l’intérieur du noyau, ils se sont tournés vers d’autres éléments, et pas seulement vers le radium. En étudiant divers éléments chimiques, les scientifiques ont réalisé qu'il existe non seulement des réactions avec l'émission, le rayonnement d'une particule a du noyau d'un atome d'hélium, mais également d'autres réactions nucléaires. Par exemple, des réactions avec émission d'une particule B. Nous savons maintenant que ce sont des électrons. Dans ce cas, un nouvel élément chimique est également formé, respectivement une nouvelle particule, c'est une particule B, c'est aussi un électron. Dans ce cas, tous les éléments chimiques dont le numéro atomique est supérieur à 83 sont particulièrement intéressants.

Nous pouvons donc formuler ce qu’on appelle Règles de Soddy, ou règles de déplacement pour les transformations radioactives :

Riz. 2. Désintégration alpha

Lors de la désintégration bêta, le numéro atomique augmente de 1, mais le poids atomique ne change pas.

Riz. 3. Désintégration bêta

Liste de littérature supplémentaire

1. Le député Bronstein Atomes et électrons. «Bibliothèque «Quantique»». Vol. 1. M. : Nauka, 1980
2. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Physique : Manuel pour la 9e année du lycée. M. : « Lumières »
3. Kitaïgorodski A.I. La physique pour tous. Photons et noyaux. Livre 4. M. : Sciences
4. Myakishev G.Ya., Sinyakova A.Z. La physique. Optique Physique quantique. 11e année : manuel d'étude approfondie de la physique. M. : Outarde
5. Rutherford E. Travaux scientifiques sélectionnés. Radioactivité. M. : Sciences
6. Rutherford E. Travaux scientifiques sélectionnés. La structure de l'atome et la transformation artificielle des éléments. M. : Sciences

Les types les plus importants de transformations radioactives (tableau 2) comprennent la désintégration a, les transformations b, le rayonnement g et la fission spontanée, et dans la nature, dans des conditions terrestres, on ne trouve presque que les trois premiers types de transformations radioactives. Notez que les désintégrations b et le rayonnement g sont caractéristiques des nucléides de n'importe quelle partie du système périodique d'éléments, et que les désintégrations a sont caractéristiques des noyaux assez lourds.

Tableau 2

Transformations radioactives de base (Naumov, 1984)

a - pourriture- c'est la transformation radioactive des noyaux avec émission de particules a (noyaux d'hélium) :. Aujourd'hui, plus de 200 noyaux radioactifs a sont connus.
Publié sur réf.rf
Tous sont lourds, Z>83. On pense que tout noyau de cette région possède une radioactivité a (même s'il n'a pas encore été détecté). Certains isotopes des éléments des terres rares avec un nombre de neutrons N>83 sont également sujets à une désintégration a. Cette région de noyaux a-actifs est située de (T 1/2 = 5∙10 15 ans) à (T 1/2 = 0,23 s). Les énergies de désintégration des particules a sont soumises à des limites assez strictes : 4¸9 MeV pour les noyaux lourds et 2¸4,5 MeV pour les noyaux de terres rares, mais les isotopes émettent des particules a avec des énergies allant jusqu'à 10,5 MeV. Toutes les particules a émises par des noyaux d'un type donné ont des énergies à peu près égales. Les particules a emportent presque toute l'énergie libérée lors de la désintégration a. Les demi-vies des émetteurs a se situent dans une large gamme : de 1,4∙10 17 ans pour à 3∙10 -7 s pour .

transformations b. Pendant longtemps, seule la désintégration électronique était connue, appelée désintégration b : . En 1934ᴦ. F. Joliot-Curie et I. Joliot-Curie découverts lors du bombardement de certains noyaux positronique, ou b + -désintégration : . les transformations b incluent également capture électronique: . Dans ces processus, le noyau absorbe un électron de la coque atomique, généralement de la couche K ; c'est pourquoi le processus est également appelé capture K. Enfin, les transformations b incluent les processus capture de neutrinos et d'antineutrinos:Et . Si une désintégration est intranucléaire processus, alors les actes élémentaires de b-transformations représentent intranucléon processus : 1); 2); 3); 4); 5).

g-rayonnement des noyaux. L'essence du phénomène de rayonnement g est qu'un noyau dans un état excité passe à des états d'énergie inférieurs sans changer Z et A, mais avec l'émission de photons, et finit par se retrouver dans l'état fondamental. Puisque les énergies nucléaires sont discrètes, le spectre du rayonnement g est également discret. Il s'étend de 10 keV à 3 MeV, ᴛ.ᴇ. Les longueurs d'onde se situent dans la région de 0,1¸ 4∙10 -4 nm. Il est important de noter qu'à titre de comparaison : pour la raie rouge du spectre visible lʼʼ600 nm, et Eg = 2 eV. Dans une chaîne de transformations radioactives, les noyaux se retrouvent dans un état excité à la suite de désintégrations b antérieures.

Les règles de décalage pour Z et A données dans le tableau nous permettent de regrouper tous les éléments radioactifs naturels en quatre grandes familles ou séries radioactives (tableau 3).

Tableau 3

Série radioactive de base (Naumov, 1984)

La série Actinium tire son nom du fait que les trois membres précédents ont été découverts plus tard. Le parent de la série neptunium est relativement instable et n’a pas été préservé dans la croûte terrestre. Pour cette raison, la série du neptunium a d'abord été prédite théoriquement, puis sa structure a été reconstruite en laboratoire (G. Seaborg et A. Ghiorso, 1950).

Chaque série radioactive contient des membres avec des valeurs de charge et de nombre de masse plus élevées, mais ils ont une durée de vie relativement courte et ne sont pratiquement jamais trouvés dans la nature. Tous les éléments avec Z>92 sont appelés transuraniens et les éléments avec Z>100 sont appelés transfermium.

La quantité de tout isotope radioactif diminue avec le temps en raison de la désintégration radioactive (transformation des noyaux). Le taux de désintégration est déterminé par la structure du noyau, de sorte que ce processus ne peut être influencé par aucun moyen physique ou chimique sans modifier l'état du noyau atomique.

Transformations radioactives - concept et types. Classement et caractéristiques de la catégorie « Transformations radioactives » 2017, 2018.