Trasformazioni radioattive. Trasformazioni radioattive - Ipermercato della conoscenza Trasformazioni radioattive della formula dei nuclei atomici

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Radiazione gamma. Si tratta di un flusso di quanti gamma, radiazione elettromagnetica, più “dura” dei normali raggi X medici, che rappresenta un flusso di fotoni con energia inferiore .

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59. La legge del decadimento radioattivo.

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60 . Attività – il numero di eventi di decadimento (in generale, atti di trasformazioni radioattive e nucleari) per unità di tempo (solitamente al secondo).

Le unità di attività sono le curie di Becquerel.

Becquerel (Bq) è un evento di decadimento al secondo (1 decadimento/sec). L'unità prende il nome dal fisico francese e vincitore del Premio Nobel Antoine-Henri Becquerel.

Curie (Ci) è l'attività di 1 grammo di radio-226 in equilibrio con i suoi prodotti di decadimento figli. Curie (Ci) -3,7x1010Bq. Se i radionuclidi sono distribuiti nel volume di una sostanza, viene utilizzato il concetto di “attività specifica” (massa o volume) - l'attività di un'unità di massa o volume di una sostanza, misurandola in Bq/kg Ci/kg; Bq/giglio Ki/l.

Più precisamente si tratta dell'attività di un radionuclide (o di una miscela di radionuclidi) per unità di peso o volume della sostanza.

Nel caso in cui i radionuclidi siano distribuiti sulla superficie del suolo, viene utilizzato il concetto di “attività superficiale” - l'attività di un'unità di superficie, misurata in Bq/m2 o Ci/m2; Bq/km2 o Ci/km2.

61. Tutte le particelle atomiche e subatomiche emesse dal nucleo di un atomo durante il decadimento radioattivo, cioè radiazioni radioattive o ionizzanti che attraversano la materia:

In primo luogo portano alla sua ionizzazione, alla formazione di particelle calde (ad alta energia) ed estremamente reattive: ioni e radicali liberi (frammenti di molecole prive di carica);

In secondo luogo, possono portare all'attivazione di una sostanza, alla comparsa della cosiddetta attività indotta, cioè alla trasformazione di atomi stabili in atomi radioattivi - la comparsa di radionuclidi di origine di attivazione. le radiazioni sono l'energia delle particelle, la loro portata nei diversi mezzi o la capacità di penetrazione, e anche la loro capacità ionizzante (soprattutto come pericolo per gli oggetti biologici).

A causa della loro massa e carica, le particelle a hanno la massima capacità ionizzante; distruggono tutto sul loro cammino. E quindi i radionuclidi aattivi sono i più pericolosi per l'uomo e gli animali se ingeriti. A causa delle loro piccole dimensioni, massa e carica, le particelle β hanno una capacità ionizzante molto inferiore rispetto alle particelle α, ma è naturale che se ingeriti, gli isotopi β-attivi siano anche molto più pericolosi rispetto a quando esposti a irradiazione esterna. Spessi strati di cemento, piombo e acciaio vengono utilizzati come protezione dalle radiazioni N e G, e in questo caso stiamo parlando solo del fattore di attenuazione e non della protezione completa. In ogni caso, va ricordato che la “protezione” più razionale da qualsiasi radiazione è la massima distanza possibile dalla sorgente di radiazioni (entro limiti ragionevoli, ovviamente) e il minor tempo possibile trascorso nella zona di maggiore radiazione.

62. Pertanto, l'indicatore principale per caratterizzare l'influenza delle sorgenti di radiazioni è la valutazione dell'energia che perdono quando attraversano una sostanza (mezzo) e che viene assorbita da questa sostanza.

Quando si misurano le radiazioni ionizzanti, viene utilizzato il concetto di dose e quando si valuta il suo effetto sugli oggetti biologici vengono utilizzati ulteriori fattori di correzione. La dose assorbita (dal greco - quota, porzione) è l'energia della radiazione ionizzante (IR) assorbita dalla sostanza irradiata e solitamente calcolata per unità della sua massa. Gray (Gy) è un'unità di dose assorbita nel sistema di unità SI. Il rad è un'unità non sistemica della dose assorbita. La dose assorbita è un concetto universale che caratterizza il risultato dell'interazione del campo di radiazione con l'ambiente. La dose di esposizione (per raggi X e radiazioni G) è determinata mediante ionizzazione dell'aria. I raggi X (R) sono un'unità non sistemica di dose di esposizione. È la quantità di radiazione g o X che in 1 cm3 di aria secca (avente un peso di 0,001293 g in condizioni normali) forma 2.082 109 coppie di ioni che portano una carica di 1 unità elettrostatica di ciascun segno (nel sistema SGSE). La dose equivalente è una dose calcolata per oggetti biologici (esseri umani) tenendo conto del fattore di qualità della radiazione QC. Pari al prodotto della dose assorbita e del CC. La dose equivalente può essere misurata nelle stesse unità della dose assorbita. L'unità di dose equivalente nel sistema SI è Sievert (Sv). La dose equivalente efficace è una dose equivalente calcolata tenendo conto della diversa sensibilità dei diversi tessuti corporei alle radiazioni. È pari alla dose equivalente ricevuta da un organo specifico (tessuto, tenendo conto del suo peso), moltiplicata per il corrispondente “coefficiente di rischio da radiazioni”.

63. Il calcolo di una dose individuale nel caso generale viene effettuato sulla base del seguente diagramma, che illustra le fasi principali dell'ingresso e della distribuzione dei radionuclidi nell'ambiente.

In generale, l'impatto delle radiazioni sugli oggetti biologici e, prima di tutto, sul corpo umano provoca tre diversi effetti negativi.

Il primo è un effetto genetico sulle cellule ereditarie (sessuali) del corpo. Può e si manifesta solo nella prole. Si tratta della nascita di bambini con varie deviazioni dalla norma (deformità di vario grado, demenza, ecc.), Oppure della nascita di un feto completamente non vitale, con deviazioni incompatibili con la vita.

Il secondo è un effetto genetico sull'apparato ereditario delle cellule somatiche: le cellule del corpo. Si manifesta durante la vita di una determinata persona sotto forma di varie malattie (principalmente cancro). Il terzo effetto è l'effetto immuno-somatico. Si tratta di un indebolimento delle difese dell’organismo e del sistema immunitario dovuto alla distruzione delle membrane cellulari e di altre strutture. Si manifesta sotto forma di un'ampia varietà di malattie, comprese quelle apparentemente del tutto estranee all'esposizione alle radiazioni, con un aumento del numero e della gravità delle malattie e con complicazioni. L'immunità indebolita provoca l'insorgenza di qualsiasi malattia, incluso il cancro. Pertanto, a causa dell'elevata radiosensibilità degli organi interni e della durata del processo di rimozione parziale degli isotopi radioattivi dal corpo, l'irradiazione interna è più pericolosa per l'uomo rispetto all'irradiazione esterna.

64. Bisogna prestare attenzione alla forte discrepanza tra la dose ricevuta, cioè l'energia rilasciata nel corpo, e l'effetto biologico.

Le stesse dosi ricevute da una persona da radiazioni esterne ed interne, così come le dosi ricevute da diversi tipi di radiazioni ionizzanti, da diversi radionuclidi (quando entrano nel corpo) causano effetti diversi!

Allo stesso tempo, una dose assolutamente letale per l'uomo di 1000 roentgen in unità di energia termica è di sole 0,0024 calorie.

Questa quantità di energia termica può riscaldare solo circa 0,0024 ml di acqua (0,0024 cm3) di 1°C, cioè solo 2,4 mg di acqua. Con un bicchiere di tè caldo ne otteniamo migliaia di volte di più.

Allo stesso tempo, medici, scienziati e scienziati nucleari operano con dosi di milli e persino micro-roentgen. Indicano cioè una precisione che in realtà non esiste.

65. Tutte le emergenze sono classificate secondo quattro criteri:

1) l'ambito dell'evento, che determina la natura dell'origine della situazione di emergenza;

2) affiliazione dipartimentale, vale a dire dove, in quale settore dell'economia nazionale si è verificata questa situazione di emergenza;

3) la portata delle possibili conseguenze. Qui si prendono come base la portata (entità) dell'evento, il danno causato e la quantità di forze e risorse impegnate per eliminarne le conseguenze;

4) la velocità di diffusione del pericolo.

66. I cittadini della Repubblica di Bielorussia nell'ambito della protezione della popolazione e dei territori dalle situazioni di emergenza hanno il diritto:

tutelare la vita, la salute e i beni personali in caso di situazioni di emergenza;

utilizzare, in conformità con i piani di risposta alle emergenze, i mezzi di protezione collettiva e individuale e altre proprietà degli organi governativi repubblicani, di altre organizzazioni statali subordinate al Consiglio dei Ministri della Repubblica di Bielorussia, degli organi esecutivi e amministrativi locali e di altre organizzazioni destinate a proteggere la popolazione proveniente da situazioni di emergenza;

alle informazioni sui rischi a cui possono essere esposti in determinati luoghi di soggiorno nel Paese e sulle necessarie misure di sicurezza; contattare enti governativi, altre organizzazioni, nonché singoli imprenditori su questioni relative alla protezione della popolazione e dei territori da situazioni di emergenza;

partecipare secondo le modalità prescritte alle misure volte a prevenire ed eliminare le situazioni di emergenza;

per il risarcimento dei danni cagionati alla salute e alle cose in conseguenza di situazioni di emergenza;

per cure mediche gratuite, compensi e benefici per vivere e lavorare in zone di emergenza;

all'assicurazione sociale statale gratuita, ricevendo risarcimenti e benefici per i danni causati alla loro salute durante la partecipazione ad attività di risposta alle emergenze; per l'erogazione della pensione in caso di perdita della capacità lavorativa per infortunio o malattia contratta nell'esercizio dei compiti di tutela della popolazione e dei territori da situazioni di emergenza, secondo le modalità stabilite per i lavoratori la cui invalidità è sopravvenuta a seguito di infortunio sul lavoro;

per l'erogazione della pensione in caso di perdita del capofamiglia deceduto o deceduto per infortunio o malattia avuti nell'esercizio dei compiti di tutela della popolazione e dei territori dalle situazioni di emergenza, secondo le modalità stabilite per le famiglie dei cittadini deceduti o deceduti da un'offesa ricevuta nell'adempimento del dovere civico di salvare la vita umana, di tutela della proprietà e dell'ordine pubblico.

I cittadini della Repubblica di Bielorussia nel campo della protezione della popolazione e dei territori dalle situazioni di emergenza sono obbligati a: rispettare la legislazione nel campo della protezione della popolazione e dei territori dalle situazioni di emergenza;

osservare le misure di sicurezza nella vita quotidiana e nelle attività lavorative quotidiane, evitare violazioni della disciplina produttiva e tecnologica, requisiti di sicurezza ambientale, che possono portare a situazioni di emergenza;

studiare i metodi di base per proteggere la popolazione e i territori dalle situazioni di emergenza, i metodi per fornire il primo soccorso alle vittime, le regole per l'utilizzo dei dispositivi di protezione collettiva e individuale, migliorare costantemente le proprie conoscenze e abilità pratiche in questo settore;

67. Il sistema statale di prevenzione e liquidazione delle situazioni di emergenza unisce

ente governativo repubblicano che esercita la gestione nel campo della prevenzione e risposta alle situazioni di emergenza, garantendo la sicurezza antincendio, industriale, nucleare e radioattiva, la protezione civile (di seguito denominato ente governativo repubblicano per le situazioni di emergenza),

altri organi governativi repubblicani,

altre organizzazioni statali subordinate al Consiglio dei ministri della Repubblica di Bielorussia,

organi esecutivi e amministrativi locali,

altre organizzazioni i cui poteri includono la risoluzione di problemi di protezione della popolazione e dei territori da situazioni di emergenza. Gli obiettivi principali del sistema statale per la prevenzione e la risposta alle situazioni di emergenza sono:

sviluppo e attuazione di standard giuridici ed economici per garantire la protezione della popolazione e dei territori dalle situazioni di emergenza;

attuazione di programmi mirati, scientifici e tecnici volti a prevenire situazioni di emergenza e ad aumentare la sostenibilità del funzionamento delle organizzazioni, nonché delle strutture sociali in situazioni di emergenza;

garantire la preparazione all'azione degli organi di gestione dell'emergenza, delle forze e dei mezzi destinati e assegnati alla prevenzione e all'eliminazione delle situazioni di emergenza; Gli obiettivi principali del sistema statale per la prevenzione e la risposta alle situazioni di emergenza sono:

creazione di riserve repubblicane, settoriali, territoriali, locali e di struttura di risorse materiali per la liquidazione di situazioni di emergenza (di seguito denominate riserve di risorse materiali per la liquidazione di situazioni di emergenza, se non diversamente specificato);

raccolta, elaborazione, scambio e diffusione di informazioni in materia di protezione della popolazione e dei territori da situazioni di emergenza;

preparare la popolazione ad agire in situazioni di emergenza;

prevedere e valutare le conseguenze socioeconomiche delle situazioni di emergenza;

attuazione dell'esame, della supervisione e del controllo statale nel campo della protezione della popolazione e dei territori dalle situazioni di emergenza; Gli obiettivi principali del sistema statale per la prevenzione e la risposta alle situazioni di emergenza sono:

risposta alle emergenze;

attuazione di misure di protezione sociale della popolazione colpita da situazioni di emergenza, realizzando azioni umanitarie;

attuazione dei diritti e delle responsabilità della popolazione nel campo della protezione dalle situazioni di emergenza, nonché delle persone direttamente coinvolte nella loro eliminazione;

la cooperazione internazionale nel campo della protezione delle popolazioni e dei territori dalle situazioni di emergenza; Gli obiettivi principali del sistema statale per la prevenzione e la risposta alle situazioni di emergenza sono:

69. Verso la metà del secolo scorso, l’umanità ha cominciato a rendersi conto della gravità dei problemi ambientali che la affliggono, ed è sorta una domanda naturale: quanto tempo ci resta, quanti anni ci vorranno prima delle tragiche conseguenze della nostra negligenza nei confronti dell’ambiente? l'ambiente naturale diventa evidente? Non ci restano più altri trent’anni per studiare e discutere i problemi ambientali. Dobbiamo creare una società sostenibile, altrimenti diventeremo testimoni dell’estinzione della civiltà sulla Terra. Nel 1983 le Nazioni Unite hanno creato la Commissione mondiale sull’ambiente e lo sviluppo.

Allo stesso tempo, sono stati formulati i seguenti principi di sviluppo sostenibile:

Le persone hanno diritto a una vita sana e produttiva in armonia con la natura;

Lo sviluppo odierno non dovrebbe essere portato avanti a scapito degli interessi dello sviluppo e della tutela dell'ambiente a beneficio delle generazioni presenti e future;

La tutela dell'ambiente deve essere parte integrante del processo di sviluppo e non può essere vista isolatamente;

I problemi ambientali vengono risolti nel modo più efficace con la partecipazione di tutti i cittadini interessati. Gli Stati sviluppano e migliorano la consapevolezza e la partecipazione del pubblico fornendo un accesso diffuso alle informazioni ambientali.

70. La biosfera è la regione dell'esistenza e del funzionamento degli organismi viventi, che copre la parte inferiore dell'atmosfera (aerobiosfera), l'intera idrosfera (idrobiosfera), la superficie terrestre (terrabiosfera) e gli strati superiori della litosfera (litobiosfera). La biosfera comprende sia gli organismi viventi (materia vivente) che il loro habitat ed è un sistema dinamico integrale che cattura, accumula e trasferisce energia attraverso lo scambio di sostanze tra gli organismi e l'ambiente.

71. Tutti i composti chimici a disposizione degli organismi viventi nella biosfera sono limitati.

L'esaurimento delle sostanze chimiche adatte all'assorbimento spesso inibisce lo sviluppo di alcuni gruppi di organismi in aree locali della terra o dell'oceano.

Secondo l'accademico V.R. Williams, l'unico modo per dare le proprietà finite dell'infinito è farlo ruotare lungo una curva chiusa.

Di conseguenza, la stabilità della biosfera viene mantenuta grazie al ciclo delle sostanze e dei flussi di energia.

Esistono due cicli principali di sostanze: grande - geologico e piccolo - biogeochimico. Il grande ciclo è anche il ciclo dell'acqua tra idrosfera, atmosfera e litosfera, che è mosso dall'energia del Sole. A differenza dell'energia, che una volta utilizzata dall'organismo viene convertita in calore e dispersa, le sostanze circolano nella biosfera, creando cicli biogeochimici.

72. Il mantenimento dell'attività vitale degli organismi e la circolazione della materia negli ecosistemi è possibile solo grazie a un flusso costante di energia. In definitiva, tutta la vita sulla Terra esiste grazie all'energia della radiazione solare, che viene convertita dagli organismi fotosintetici (autotrofi) in energia potenziale - in composti organici. Il mantenimento dell'attività vitale degli organismi e la circolazione della materia negli ecosistemi è possibile solo grazie a un flusso costante di energia.

Fu una delle fasi più importanti nello sviluppo della moderna conoscenza fisica. Gli scienziati non sono giunti immediatamente alle conclusioni corrette riguardo alla struttura delle particelle più piccole. E molto più tardi furono scoperte altre leggi, ad esempio le leggi del movimento delle microparticelle, nonché le caratteristiche della trasformazione dei nuclei atomici che si verificano durante il decadimento radioattivo.

Gli esperimenti di Rutherford

Le trasformazioni radioattive dei nuclei atomici furono studiate per la prima volta dal ricercatore inglese Rutherford. Già allora era chiaro che la maggior parte della massa di un atomo risiede nel suo nucleo, poiché gli elettroni sono molte centinaia di volte più leggeri dei nucleoni. Per studiare la carica positiva all'interno del nucleo, nel 1906 Rutherford propose di sondare l'atomo con particelle alfa. Tali particelle si sono formate durante il decadimento del radio, così come di alcune altre sostanze. Durante i suoi esperimenti, Rutherford riuscì a comprendere la struttura dell'atomo, a cui fu dato il nome di "modello planetario".

Prime osservazioni di radioattività

Nel 1985, il ricercatore inglese W. Ramsay, noto per la scoperta del gas argon, fece una scoperta interessante. Scoprì il gas elio in un minerale chiamato kleveite. Successivamente grandi quantità di elio furono rinvenute anche in altri minerali, ma solo in quelli contenenti torio e uranio.

Questo sembrava molto strano al ricercatore: da dove potrebbe provenire il gas nei minerali? Ma quando Rutherford iniziò a studiare la natura della radioattività, si scoprì che l'elio era un prodotto del decadimento radioattivo. Alcuni elementi chimici “danno vita” ad altri, con proprietà completamente nuove. E questo fatto contraddiceva tutta la precedente esperienza dei chimici dell'epoca.

L'osservazione di Frederick Soddy

Insieme a Rutherford, lo scienziato Frederick Soddy è stato direttamente coinvolto nella ricerca. Era un chimico e quindi tutto il suo lavoro era svolto in relazione all'identificazione degli elementi chimici in base alle loro proprietà. In effetti, le trasformazioni radioattive dei nuclei atomici furono notate per la prima volta da Soddy. È riuscito a scoprire quali sono le particelle alfa utilizzate da Rutherford nei suoi esperimenti. Dopo aver effettuato le misurazioni, gli scienziati hanno scoperto che la massa di una particella alfa è pari a 4 unità di massa atomica. Avendo accumulato un certo numero di tali particelle alfa, i ricercatori hanno scoperto che si sono trasformate in una nuova sostanza: l'elio. Le proprietà di questo gas erano ben note a Soddy. Pertanto, sosteneva che le particelle alfa erano in grado di catturare elettroni dall'esterno e trasformarsi in atomi di elio neutri.

Cambiamenti all'interno del nucleo di un atomo

Gli studi successivi mirarono a identificare le caratteristiche del nucleo atomico. Gli scienziati si sono resi conto che tutte le trasformazioni non avvengono con gli elettroni o con il guscio elettronico, ma direttamente con i nuclei stessi. Furono le trasformazioni radioattive dei nuclei atomici che contribuirono alla trasformazione di alcune sostanze in altre. A quel tempo, le caratteristiche di queste trasformazioni erano ancora sconosciute agli scienziati. Ma una cosa era chiara: di conseguenza, in qualche modo apparvero nuovi elementi chimici.

Per la prima volta, gli scienziati sono stati in grado di tracciare una tale catena di metamorfosi nel processo di conversione del radio in radon. Le reazioni che hanno portato a tali trasformazioni, accompagnate da radiazioni speciali, sono state chiamate nucleari dai ricercatori. Dopo essersi assicurati che tutti questi processi avvengano proprio all'interno del nucleo di un atomo, gli scienziati hanno iniziato a studiare altre sostanze, non solo il radio.

Tipi aperti di radiazioni

La disciplina principale che può richiedere risposte a tali domande è la fisica (grado 9). Nel suo corso sono incluse le trasformazioni radioattive dei nuclei atomici. Mentre conduceva esperimenti sul potere penetrante delle radiazioni dell'uranio, Rutherford scoprì due tipi di radiazioni, o trasformazioni radioattive. Il tipo meno penetrante era chiamato radiazione alfa. Successivamente è stata studiata anche la radiazione beta. La radiazione gamma fu studiata per la prima volta da Paul Villard nel 1900. Gli scienziati hanno dimostrato che il fenomeno della radioattività è associato al decadimento dei nuclei atomici. Pertanto, è stato inferto un duro colpo alle idee precedentemente prevalenti sull'atomo come particella indivisibile.

Trasformazioni radioattive dei nuclei atomici: principali tipologie

Si ritiene ora che durante il decadimento radioattivo si verifichino tre tipi di trasformazioni: decadimento alfa, decadimento beta e cattura degli elettroni, altrimenti chiamata cattura K. Durante il decadimento alfa, una particella alfa viene emessa dal nucleo, che è il nucleo di un atomo di elio. Il nucleo radioattivo stesso viene trasformato in uno che ha una carica elettrica inferiore. Il decadimento alfa è caratteristico delle sostanze che occupano gli ultimi posti nella tavola periodica. Il decadimento beta è incluso anche nelle trasformazioni radioattive dei nuclei atomici. Con questo tipo cambia anche la composizione del nucleo atomico: perde neutrini o antineutrini, oltre a elettroni e positroni.

Questo tipo di decadimento è accompagnato da radiazione elettromagnetica a onde corte. Nella cattura elettronica, il nucleo di un atomo assorbe uno degli elettroni vicini. In questo caso, il nucleo di berillio può trasformarsi in un nucleo di litio. Questo tipo fu scoperto nel 1938 da un fisico americano di nome Alvarez, che studiò anche le trasformazioni radioattive dei nuclei atomici. Le fotografie in cui i ricercatori hanno cercato di catturare tali processi contengono immagini simili a una nuvola sfocata a causa delle piccole dimensioni delle particelle studiate.

Nella lezione precedente abbiamo discusso la questione relativa all'esperimento di Rutherford, in seguito al quale ora sappiamo che l'atomo è un modello planetario. Questo è quello che viene chiamato il modello planetario dell'atomo. Al centro del nucleo c'è un nucleo massiccio e carico positivamente. E gli elettroni ruotano attorno al nucleo nelle loro orbite.

Riso. 1. Modello planetario dell'atomo di Rutherford

Frederick Soddy ha preso parte agli esperimenti insieme a Rutherford. Soddy è un chimico, quindi ha svolto il suo lavoro proprio in termini di identificazione degli elementi ottenuti in base alle loro proprietà chimiche. Fu Soddy che riuscì a scoprire cosa fossero le particelle a, il cui flusso cadde sulla lastra d'oro negli esperimenti di Rutherford. Quando sono state effettuate le misurazioni, si è scoperto che la massa di una particella a è di 4 unità di massa atomica e la carica di una particella a è di 2 cariche elementari. Confrontando queste cose, dopo aver accumulato un certo numero di particelle a, gli scienziati hanno scoperto che queste particelle si sono trasformate in un elemento chimico: il gas elio.

Le proprietà chimiche dell'elio erano note, grazie alle quali Soddy sosteneva che i nuclei, che sono particelle a, catturavano elettroni dall'esterno e si trasformavano in atomi di elio neutri.

Successivamente, gli sforzi principali degli scienziati furono volti allo studio del nucleo dell'atomo. È diventato chiaro che tutti i processi che si verificano durante la radiazione radioattiva non si verificano con il guscio elettronico, non con gli elettroni che circondano i nuclei, ma con i nuclei stessi. È nei nuclei che si verificano alcune trasformazioni, a seguito delle quali si formano nuovi elementi chimici.

La prima catena di questo tipo è stata ottenuta per trasformare l'elemento radio, utilizzato negli esperimenti sulla radioattività, nel gas inerte radon con emissione di una particella α; la reazione in questo caso si scrive così:

Innanzitutto, una particella a è composta da 4 unità di massa atomica e una carica elementare doppia, e la carica è positiva. Il radio ha un numero di serie 88, il suo numero di massa è 226 e il radon ha un numero di serie 86, un numero di massa 222 e appare una particella A. Questo è il nucleo di un atomo di elio. In questo caso scriviamo semplicemente elio. Numero ordinale 2, numero di massa 4.

Le reazioni per cui si formano nuovi elementi chimici e contemporaneamente si formano anche nuove radiazioni ed altri elementi chimici vengono dette reazioni nucleari.

Quando divenne chiaro che i processi radioattivi avvengono all'interno del nucleo, si rivolsero ad altri elementi, non solo al radio. Studiando vari elementi chimici, gli scienziati si sono resi conto che non esistono solo reazioni con l'emissione, la radiazione di una particella a dal nucleo di un atomo di elio, ma anche altre reazioni nucleari. Ad esempio, reazioni con l'emissione di una particella b. Ora sappiamo che questi sono elettroni. In questo caso si forma anche un nuovo elemento chimico, rispettivamente una nuova particella, questa è una particella B, è anche un elettrone. Di particolare interesse in questo caso sono tutti gli elementi chimici il cui numero atomico è maggiore di 83.

Quindi, possiamo formulare il cosiddetto Regole di Soddy o regole di spostamento per trasformazioni radioattive:

Riso. 2. Decadimento alfa

Durante il decadimento beta, il numero atomico aumenta di 1, ma il peso atomico non cambia.

Riso. 3. Decadimento beta

Elenco della letteratura aggiuntiva

1. Bronstein MP Atomi ed elettroni. “Biblioteca “Quantistica””. vol. 1. M.: Nauka, 1980
2. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fisica: libro di testo per la classe 9 della scuola superiore. M.: “Illuminazione”
3. Kitaygorodsky A.I. Fisica per tutti. Fotoni e nuclei. Libro 4. M.: Scienza
4. Myakishev G.Ya., Sinyakova A.Z. Fisica. Ottica Fisica quantistica. 11a elementare: libro di testo per lo studio approfondito della fisica. M.: Otarda
5. Rutherford E. Lavori scientifici selezionati. Radioattività. M.: Scienza
6. Rutherford E. Lavori scientifici selezionati. La struttura dell'atomo e la trasformazione artificiale degli elementi. M.: Scienza

I tipi più importanti di trasformazioni radioattive (Tabella 2) includono il decadimento a, le trasformazioni b, la radiazione g e la fissione spontanea, e in natura, in condizioni terrestri, si trovano quasi solo i primi tre tipi di trasformazioni radioattive. Si noti che i decadimenti b e la radiazione g sono caratteristici dei nuclidi di qualsiasi parte del sistema periodico degli elementi, mentre i decadimenti a sono caratteristici dei nuclei abbastanza pesanti.

Tavolo 2

Trasformazioni radioattive di base (Naumov, 1984)

a - decadimento- si tratta della trasformazione radioattiva dei nuclei con emissione di particelle a (nuclei di elio):. Oggi si conoscono più di 200 nuclei a-radioattivi.
Pubblicato su rif.rf
Sono tutti pesanti, Z>83. Si ritiene che qualsiasi nucleo di questa regione abbia una radioattività α (anche se non è stata ancora rilevata). Anche alcuni isotopi di elementi delle terre rare con un numero di neutroni N>83 sono soggetti a decadimento. Questa regione di nuclei a-attivi è situata da (T 1/2 = 5∙10 15 anni) a (T 1/2 = 0,23 s). Le energie di decadimento delle particelle a sono soggette a limiti piuttosto rigidi: 4¸9 MeV per nuclei pesanti e 2¸4,5 MeV per nuclei di elementi delle terre rare, ma gli isotopi emettono particelle a con energie fino a 10,5 MeV. Tutte le particelle a emesse dai nuclei di un dato tipo hanno energie approssimativamente uguali. Le particelle a portano via quasi tutta l'energia rilasciata durante il decadimento a. I tempi di dimezzamento degli emettitori a rientrano in un ampio intervallo: da 1,4∙10 17 anni per a 3∙10 -7 s per .

trasformazioni b. Per molto tempo si conosceva solo il decadimento elettronico, chiamato decadimento b: . Nel 1934 ᴦ. F. Joliot-Curie e I. Joliot-Curie scoperti durante il bombardamento di alcuni nuclei positronico, oppure b + -decadimento: . includono anche le trasformazioni b cattura elettronica: . In questi processi, il nucleo assorbe un elettrone dal guscio atomico, solitamente dal guscio K; pertanto il processo è anche chiamato cattura K. Infine, le trasformazioni b includono i processi cattura di neutrini e antineutrini:E . Se un decadimento è intranucleare processo, quindi rappresentano gli atti elementari delle b-trasformazioni intranucleone processi: 1); 2); 3); 4); 5).

Radiazione g dei nuclei. L'essenza del fenomeno della radiazione g è che un nucleo in uno stato eccitato passa negli stati energetici inferiori senza modificare Z e A, ma con l'emissione di fotoni, e alla fine finisce nello stato fondamentale. Poiché le energie nucleari sono discrete, anche lo spettro della radiazione g è discreto. Si estende da 10 keV a 3 MeV, ᴛ.ᴇ. Le lunghezze d'onda si trovano nella regione di 0,1¸ 4∙10 -4 nm. È importante notare che per confronto: per la linea rossa dello spettro visibile lʼʼ600 nm, ed Eg = 2 eV. In una catena di trasformazioni radioattive, i nuclei si trovano in uno stato eccitato a seguito di precedenti decadimenti b.

Le regole di spostamento per Z e A fornite nella tabella ci consentono di raggruppare tutti gli elementi radioattivi presenti in natura in quattro grandi famiglie o serie radioattive (Tabella 3).

Tabella 3

Serie radioattive di base (Naumov, 1984)

La serie dell'attinio ha preso il nome perché i tre membri precedenti furono scoperti più tardi. Il genitore della serie del nettunio è relativamente instabile e non si è conservato nella crosta terrestre. Per questo motivo la serie del nettunio è stata prima prevista teoricamente, e poi la sua struttura è stata ricostruita in laboratorio (G. Seaborg e A. Ghiorso, 1950).

Ogni serie radioattiva contiene membri con valori di carica e numero di massa più elevati, ma hanno vite relativamente brevi e non si trovano praticamente mai in natura. Tutti gli elementi con Z>92 sono detti transuranio, mentre gli elementi con Z>100 sono detti transfermio.

La quantità di qualsiasi isotopo radioattivo diminuisce nel tempo a causa del decadimento radioattivo (trasformazione dei nuclei). La velocità di decadimento è determinata dalla struttura del nucleo, per cui questo processo non può essere influenzato da alcun mezzo fisico o chimico senza modificare lo stato del nucleo atomico.

Trasformazioni radioattive: concetto e tipologie. Classificazione e caratteristiche della categoria "Trasformazioni radioattive" 2017, 2018.