Transformări radioactive. Transformări radioactive - Hypermarket de cunoștințe Transformări radioactive ale nucleelor ​​atomice formula

RAdȘiOALatuVny RACuPiad - uhTO ȘiCuPlaCukanicie, VybRACusVAnicie Cu OgrOmS.U.AmȘi CucoROCuTeumȘi din eueR ATOmov "elementARS.U.AX" (ATOmS.U.AX, CulabATOmS.U.AX)

hACu tu ts, co T O R s e prin eu T O n A PS va T b R A d Și stejar tu V S.U.A m Și h A Cu tu tsa m Și Și l Și

RAdȘistejartuVnom dinluheniciem. La uhTOm, V Papăsătoareem bPoloniaînCuTVe CuluhAeV euRO ATOmA (A hnAtrișa, Și Cua.m ATOm) Odimpas chimiceCupe cine elementa etceVRAschAeTCueu V euetc.O ATOmA (V ATOm) dRlaGOGO XimicheCucoGO elementA ȘilȘi odîn ȘihOTOP dAnnOGO XimicheCucoGO elementA etceVRaschAeTCueu V dRlaGOth dinOTOP TOGO la fel elementA. D l eu natură nn s X ( P R Și R O d n s X ) R A d ion La l Și d O V O Cu Dar V n th Și V Și d A m Și R A d ioak T Și V Dar G O R A Cu pa d A eu Au eu ut Cu eu A l b f A - Și b Nu A- m inu Cu - R A Cu pa d (xoTeu VCuTRehayuTCueu Și dRlaGȘie) . NAhvanicieu alfa Și beTA arlȘi dAS.U.A ERneCuTOm ReheRfoRinainte dem V 1 9 00 Godă la dinlaheinstitut de cercetare RAdȘistejartuVS.U.AX dinluheny. D l eu Și Cu La la ss T ve nn s X ( acestea hno G e nn s X ) R A d ion La l Și d O V La R O m e acest O G O X A R ak ter n s T ak la fel n e th tr el N s th , P R O T el N s th , poz Și tr el N s th ( b Nu A -P l Yu Cu) Și b O Mai mult Editați | × La Și e V Și da R A Cu pa d A Și eu der n s X P re V R asch e ny (mehOnnsth, LA- hahwaT, dinOmeRny PeRexod, „OTfecalesVAnicie" Și dR. ) .

AL b F -R A CU P IAD A- R A Cu pa d - VybRACusVAnicie(ȘiCu P la Cu ka nici e ) din eu R A A T O m A A- h A Sf Și tsy . A- h A Sf Și ts A uhTo2 PROTOnA Și 2 a eiTRea, TO eCuTb miez atom G e l Și eu Cu m A Cu Cu Ai 4 unitati ini ts s Și in spate R eu d O m + 2 . CUcoROCuTb A-hACututss la VsleTe din euRA OT 12 inainte de 20 TuCu. Lam/Cuek.V vidme A-hACututsa mOGla ar ObOGnlaTb heplOth shaR PO equaTORla hA 2 Cuek.N sus R Și meh R , P R Și A - R A Cu pa de la R ana V se G d A O b R elementele de bază ets eu T O R Și th , P R Și A - R A Cu pa de T O R Și eu - R A d Și th , P R Și R A Cu pa de R A d și eu - R A d El , in spate T mânca De l El Și th Și in cele din urma ec - Sf. în ec.

P R Și uh T O m din La O NK R Nu Dar G O izo T hopa la R ro A -2 3 8 despre R elementele de bază ets eu T O R ii-2 3 4 , in spate T mânca R A d ii-2 3 0 , R A d O n -2 2 6 Și T. d.

ÎN E T A -R A CU PAD b - R A Cu pa d - Și Cu pu Cu Kani e O b s h n s X uh l e La tr aceasta V Cu in spate R eu d O m -1 ( e - ) Și l Și poz Și tr aceasta V - Cu in spate R eu d O m + 1 (e + ) . ScoROCuTb VsleTA b-chaCuTIC din euRA CuOCuTAvlyaeT 9 / 10 CucoROCutu CuVeTA - 2 7 0 0 0 0 Lam/Cuek.ETO CuAmth RACuPROCuTRAnyonnth VȘid RAdȘistejartuVS.U.AX PReVRascheny, OCuObennO CuRedȘi ȘiCukuCuCuTVennyX RAdȘiOnlaclȘiinainte deV. NAboamenieTCueu etcakticheCuLaȘi la VCuex dinveCutnyX nA CueGodneu XimicheCuLaȘiX elementOV.

FiTA-minMustață RACuPiad – ȘiCuPlaCukanicie din euRA eleLaTROnA, ObrAhovavweGOCueu V RehSfbTATe CuAmOetcOdinvoinOGO PReVRaschenicieu odnOGO din neythROnov V etcOTOn Și electrOn. La uhTOm Tyazhѐ lth PROTOn OCuTAѐ TCueu V euRe, A lyogLath eleLaTROn - hACututsa- CuOgrOmnOthCucoROCuTdaVsleTAeTdineuRA.PROTOnovVeuReCuTAuitenAodînbMai multȘieuetc.OPRevracumetseuVeuetc.OCuOpăr grineGOelemenTACuPRAVA- CubolshȘimDarmeROm.

Radiația gamma. Acesta este un flux de cuante gamma, radiații electromagnetice, mai „dure” decât razele X medicale obișnuite, reprezentând un flux de fotoni cu energie mai mică. .

DESPRETlichie g-dinluhenicieu OT ReNTGenovCucoGO (Cum Și V Culuhae b-dinllahenicieu) , TAde asemenea TOldoar V « meCuTe Rploaieenicieu": euRO ATOmA, A ne eGO elecTROnnse ObolohLaȘi.

59. Legea dezintegrarii radioactive.

ZAcon RAdȘistejartuVnOGO RACuPAdA - fuşorheCuLath hakon, OpiCusVAYushchth hawȘiCulorOCuTb ȘinTenCuȘiVnOCutu RAdȘistejartuVnOGO RACuPAdA OT VRemenici Și

col ich e Cu T V A R A d Și stejar tu V S.U.A X A T O m ov V O b R A h tse. DESPRETLasăpa pr e d e R ico m CU O d d Și Și E R n mâncând O m R e h er f O R d O m , fiecareth din coTORs vpoCuledCuTVȘiȘi a fost căldurăAcalea ferataen NobeleVCuwhoa etcemȘiey. Lege ObnARdejan ekCuPeRlorentAlnom Placel. PeRVse PlablȘiKatzII OtnOCueuTCueu La 1 9 03 Godă: « CURawnitelnOh dinlahenicie RiadȘiOALatuVnOCutu RAdȘieu Și TOrieu" Și « RAdȘistejartuVnOh etceVRaschenicie".pr e d e R IR Co d d Și (« Tel stori de Atomic roergy", 1 9 49 Godă) inainte deVolnO ORiginalnO Otermeni de referintaVAeTCueu O hakone: CU gheaţă la Nu O tmet Și T b , joi O lege P R ev R asch e ny O d in caz contrar V dl eu Toate X R A d și despre uh l e m e n T O V , eu Au yaya Cu b Cu A m s m P R O stym Și V T O la fel vr mânca eu etc A CT Și personal necesar eu Cu n Și noi M. E T din lege Are probabil n OS T nou P R Și R O d la . E G O m O și Dar P R e dst A V Și T b V V Și de d ureche R az R la ea nia , co T O R s th V ka calea ferata s th d Ann s th m O m e n T naw G A d R A Cu sch e P l eu Nu op R e d e l ѐ dar e co l Și onoruri O Cu ushch e stv la Yu shih A T O m O V , n e îngrijire T eu s despre O T bo R e acestea X din n Și X , La O T O ry b l Și limbi La Sf. O e m la R A Cu pa d la .

0

P O Cu T oyannaya R A Cu pa d A - uhTO Otnoshenicie dolȘi eueR RAdȘiOnlaclȘiDa, RACuPdândȘiXCueu hA inteRarborele VRemenici d t , La uhTOmla inteRvalla VRemenici

POCuTOhnnși eu RACuPAdA (RAdȘistejartuVnși eu POCuTOhnnși eu ȘilȘi conCuTAntA) - uhTO dOla ATOmOV, RACupadAYushchȘiXCueu V 1 Cuekundu.

mieredna ei VRemeu șiȘihnȘi RAdȘiOnuklȘida CuviahAnO Cu POCuTOhnnOth RACuPiad λ CuooTnOsheniciem:

 = 1 / λ

ÎNRemeu, V Tehenicie coTOROGO chiCuuite ATOmov RAdȘiOnlaclȘida V RehulTATe RAdȘistejartuVnOGO RACuPAdA lamenyshaeTCueu V dVA RAhA, nAPSvaeTCueu

P e R și despre d O m De l la R A Cu pa d A R A d Și O n la cl Și da T 1 / 2 .

RAdȘiOALatuVnOCuTb VescheCuTVA A OetcunitatielaeTCueu intenCuȘiVnOCuTda ȘilȘi CucoROCuTda RACuPiad eGO ATOmov:

La uhTOm velichinA OetcedelaeT RAdȘistejartuVnOCuTb VescheCuTVA V nAhalnth mOment VRemenici. Din lavedennyX Oetcunitatieleny CuledatoratăT, joiO aktuVnOCuTb RAdȘiOnuklȘida A CuviahAnA Cu chiCuuitem RAdȘistejartuVS.U.AX ATOmov V ȘiCuTOchnike V dAnnth mOment VRemenici CuooTnOweniciem:

60 . Activitate – numărul de evenimente de dezintegrare (în general, acte de transformări radioactive, nucleare) pe unitatea de timp (de obicei pe secundă).

Unitățile de activitate sunt becquerel curies.

Becquerel (Bq) este un eveniment de dezintegrare pe secundă (1 dezintegrare/sec). Unitatea poartă numele fizicianului francez și laureat al Premiului Nobel Antoine-Henri Becquerel.

Curie (Ci) este activitatea a 1 gram de radiu-226 în echilibru cu produsele de descompunere fiice. Curie (Ci) -3,7x1010Bq. Dacă radionuclizii sunt distribuiți în volumul unei substanțe, atunci se folosește conceptul de „activitate specifică” (masă sau volum) - activitatea unei unități de masă sau volum a unei substanțe, măsurându-l în Bq/kg Ci/kg; Bq/crin Ki/l.

Mai precis, aceasta este activitatea unui radionuclid (sau a unui amestec de radionuclizi) pe unitatea de greutate sau de volum a substanței.

În cazul în care radionuclizii sunt distribuiți pe suprafața solului, se utilizează conceptul de „activitate de suprafață” - activitatea unei unități de suprafață, măsurată în Bq/m2 sau Ci/m2; Bq/km2 sau Ci/km2.

61. Toate particulele atomice și subatomice emise din nucleul unui atom în timpul dezintegrarii radioactive, adică radiații radioactive sau ionizante care trec prin materie:

În primul rând, duc la ionizarea acestuia, la formarea de particule fierbinți (de înaltă energie) și extrem de reactive: ioni și radicali liberi (fragmente de molecule care nu au încărcătură);

În al doilea rând, pot duce la activarea unei substanțe, la apariția așa-numitei activități induse, adică la transformarea atomilor stabili în cei radioactivi - apariția radionuclizilor de origine a activării.De aceea, principalele caracteristici ale ionizantei. radiațiile sunt energia particulelor, gama lor în diferite medii sau capacitatea de penetrare, precum și capacitatea lor de ionizare (mai ales ca un pericol pentru obiectele biologice).

Datorită masei și încărcăturii lor, particulele a au cea mai mare capacitate de ionizare; ele distrug totul în calea lor. Și, prin urmare, radionuclizii a-activi sunt cei mai periculoși pentru oameni și animale atunci când sunt ingerați. Datorită dimensiunii, masei și încărcăturii lor mici, particulele β au o capacitate de ionizare mult mai mică decât particulele α, dar este firesc ca atunci când sunt ingerați, izotopii β-activi să fie, de asemenea, mult mai periculoși decât atunci când sunt expuși la iradierea externă. Straturile groase de beton, plumb și oțel sunt folosite ca protecție împotriva radiațiilor n și g, iar în acest caz vorbim doar despre factorul de atenuare, și nu despre protecție completă. În orice caz, trebuie amintit că cea mai rațională „protecție” față de orice radiație este cea mai mare distanță posibilă de sursa de radiație (în limite rezonabile, desigur) și cel mai scurt timp posibil petrecut în zona de radiație crescută.

62. Prin urmare, principalul indicator pentru caracterizarea influenței surselor de radiații este evaluarea energiei pe care acestea o pierd la trecerea printr-o substanță (mediu) și care este absorbită de această substanță.

La măsurarea radiațiilor ionizante se utilizează conceptul de doză, iar la evaluarea efectului acesteia asupra obiectelor biologice se folosesc factori de corecție suplimentari. Doza absorbită (din greacă - cotă, porție) este energia radiațiilor ionizante (IR) absorbită de substanța iradiată și calculată de obicei pe unitatea de masă a acesteia. Gri (Gy) este o unitate de doză absorbită în sistemul SI de unități. Rad este o unitate nesistemică de doză absorbită. Doza absorbită este un concept universal care caracterizează rezultatul interacțiunii câmpului de radiații cu mediul. Doza de expunere (pentru raze X și radiații g) este determinată de ionizarea aerului. Raze X (R) este o unitate nesistemică a dozei de expunere. Aceasta este cantitatea de radiații g sau de raze X care în 1 cm3 de aer uscat (având o greutate de 0,001293 g în condiții normale) formează 2,082 109 perechi de ioni care poartă o sarcină de 1 unitate electrostatică a fiecărui semn (în sistemul SGSE). Doza echivalentă este o doză calculată pentru obiecte biologice (oameni) luând în considerare factorul de calitate a radiației QC. Egal cu produsul dintre doza absorbită și CC. Doza echivalentă poate fi măsurată în aceleași unități ca și doza absorbită. Unitatea de doză echivalentă în sistemul SI este Sievert (Sv). Doza echivalentă efectivă este o doză echivalentă calculată luând în considerare sensibilitatea diferită a diferitelor țesuturi ale corpului la radiații. Este egală cu doza echivalentă primită de un anumit organ (țesut, ținând cont de greutatea acestora), înmulțită cu „coeficientul de risc de radiații” corespunzător.

63. Calculul unei doze individuale în cazul general se realizează pe baza următoarei diagrame, ilustrând principalele etape de intrare și distribuție a radionuclizilor în mediu.

În general, impactul radiațiilor asupra obiectelor biologice și, în primul rând, asupra corpului uman provoacă trei efecte negative diferite.

Primul este un efect genetic asupra celulelor ereditare (de sex) ale corpului. Se poate manifesta și se manifestă numai la descendenți. Este vorba despre nașterea unor copii cu diverse abateri de la normă (diformări de diferite grade, demență etc.), sau nașterea unui făt complet neviabil, cu abateri incompatibile cu viața.

Al doilea este un efect genetic pentru aparatul ereditar al celulelor somatice - celulele corpului. Se manifestă în timpul vieții unei anumite persoane sub formă de diferite boli (în principal cancer). Al treilea efect este efectul imun-somatic. Aceasta este o slăbire a apărării organismului și a sistemului imunitar din cauza distrugerii membranelor celulare și a altor structuri. Se manifestă sub forma unei game largi de boli, inclusiv a celor aparent complet fără legătură cu expunerea la radiații, într-o creștere a numărului și a severității bolilor și a complicațiilor. Imunitatea slăbită provoacă apariția oricăror boli, inclusiv cancer. Astfel, din cauza radiosensibilității ridicate a organelor interne și a duratei procesului de îndepărtare parțială a izotopilor radioactivi din organism, iradierea internă este mai periculoasă pentru oameni decât iradierea externă.

64. Trebuie acordată atenție discrepanței puternice dintre doza primită, adică energia eliberată în organism și efectul biologic.

Aceleași doze primite de o persoană din radiații externe și interne, precum și dozele primite de la diferite tipuri de radiații ionizante, de la diferiți radionuclizi (când intră în organism) provoacă efecte diferite!

În același timp, o doză absolut letală pentru oameni de 1000 de roentgen în unități de energie termică este de doar 0,0024 calorii.

Această cantitate de energie termică poate încălzi doar aproximativ 0,0024 ml de apă (0,0024 cm3) cu 1°C, adică doar 2,4 mg de apă. Cu un pahar de ceai fierbinte obținem de mii de ori mai mult.

În același timp, medicii, oamenii de știință și oamenii de știință nucleari operează cu doze de mili- și chiar micro-roentgeni. Adică indică o acuratețe care nu există de fapt.

65. Toate urgențele sunt clasificate după patru criterii:

1) sfera de apariție, care determină natura originii situației de urgență;

2) apartenența departamentală, i.e. unde, în ce sector al economiei naționale s-a produs această situație de urgență;

3) amploarea consecințelor posibile. Aici se iau ca bază semnificația (magnitudinea) evenimentului, prejudiciul cauzat și cantitatea de forțe și resurse implicate pentru eliminarea consecințelor;

4) viteza de răspândire a pericolului.

66. Cetăţenii Republicii Belarus în domeniul protecţiei populaţiei şi teritoriilor din situaţii de urgenţă au dreptul:

pentru a proteja viața, sănătatea și proprietatea personală în cazul unor situații de urgență;

să utilizeze, în conformitate cu planurile de intervenție în caz de urgență, mijloace de protecție colectivă și individuală și alte proprietăți ale organismelor guvernamentale republicane, alte organizații de stat subordonate Consiliului de Miniștri al Republicii Belarus, organe executive și administrative locale și alte organizații destinate să protejeze populația din situații de urgență;

la informații despre riscul la care pot fi expuși în anumite locuri de ședere din țară și despre măsurile de securitate necesare; să contacteze organele guvernamentale, alte organizații, precum și întreprinzătorii individuali pe probleme de protecție a populației și teritoriilor de situații de urgență;

să participe în modul prescris la măsurile de prevenire și eliminare a situațiilor de urgență;

pentru despăgubiri pentru prejudiciile cauzate sănătății și bunurilor acestora ca urmare a unor situații de urgență;

pentru îngrijiri medicale gratuite, compensații și beneficii pentru locuirea și munca în zonele de urgență;

să elibereze asigurările sociale de stat, primind compensații și beneficii pentru prejudiciul cauzat sănătății lor în timpul participării la activitățile de intervenție în situații de urgență; pentru acordarea de pensii în cazul pierderii capacității de muncă din cauza accidentării sau îmbolnăvirii primite în îndeplinirea atribuțiilor de protecție a populației și a teritoriilor de situații de urgență, în modul stabilit pentru lucrătorii a căror invaliditate a survenit ca urmare a unui accident de muncă;

pentru acordarea pensiei în cazul pierderii unui întreținător de familie care a decedat sau a murit în urma unei vătămări sau boli primite în îndeplinirea atribuțiilor de protecție a populației și teritoriilor de situații de urgență, în modul stabilit pentru familiile cetățenilor decedați sau decedați. dintr-o vătămare primită în îndeplinirea unei îndatoriri civice de salvare a vieții umane, protecția proprietății și a ordinii.

Cetățenii Republicii Belarus în domeniul protecției populației și teritoriilor din situații de urgență sunt obligați: să respecte legislația în domeniul protecției populației și teritoriilor din situații de urgență;

respectați măsurile de siguranță în viața de zi cu zi și în activitățile zilnice de muncă, evitați încălcările disciplinei de producție și tehnologia, cerințele de siguranță a mediului, care pot duce la situații de urgență;

studiază metodele de bază de protecție a populației și teritoriilor de situații de urgență, metodele de acordare a primului ajutor victimelor, regulile de utilizare a echipamentelor de protecție colectivă și individuală, își îmbunătățesc constant cunoștințele și abilitățile practice în acest domeniu;

67. Sistemul de stat de prevenire și lichidare a situațiilor de urgență unește

organ guvernamental republican care exercită conducere în domeniul prevenirii și răspunsului la situații de urgență, asigurării securității la incendiu, industrială, nucleară și radiațiilor, apărării civile (denumit în continuare organul guvernamental republican pentru situații de urgență),

alte organisme guvernamentale republicane,

alte organizații de stat subordonate Consiliului de Miniștri al Republicii Belarus,

organele executive și administrative locale,

alte organizații ale căror competențe includ rezolvarea problemelor de protecție a populației și a teritoriilor de situații de urgență. Principalele obiective ale sistemului de stat de prevenire și răspuns la situații de urgență sunt:

elaborarea și implementarea standardelor juridice și economice care să asigure protecția populației și teritoriilor de situații de urgență;

implementarea de programe țintite și științifice și tehnice care vizează prevenirea situațiilor de urgență și creșterea sustenabilității funcționării organizațiilor, precum și a facilităților sociale în situații de urgență;

asigurarea pregătirii pentru acțiune a organelor, forțelor și mijloacelor de gestionare a situațiilor de urgență destinate și alocate pentru prevenirea și eliminarea situațiilor de urgență; Principalele obiective ale sistemului de stat de prevenire și răspuns la situații de urgență sunt:

constituirea de rezerve de resurse materiale republicane, sectoriale, teritoriale, locale și de facilitate pentru lichidarea situațiilor de urgență (denumite în continuare rezerve de resurse materiale pentru lichidarea situațiilor de urgență, dacă nu se prevede altfel);

colectarea, prelucrarea, schimbul și distribuirea de informații în domeniul protecției populației și teritoriilor de situații de urgență;

pregătirea populației pentru a acționa în situații de urgență;

prognozarea și evaluarea consecințelor socio-economice ale situațiilor de urgență;

implementarea examinării, supravegherii și controlului de stat în domeniul protecției populației și teritoriilor împotriva situațiilor de urgență; Principalele obiective ale sistemului de stat de prevenire și răspuns la situații de urgență sunt:

intervenții de urgență;

implementarea măsurilor de protecție socială a populației afectate de situații de urgență, desfășurarea de acțiuni umanitare;

implementarea drepturilor și responsabilităților populației în domeniul protecției împotriva situațiilor de urgență, precum și a persoanelor direct implicate în eliminarea acestora;

cooperarea internațională în domeniul protecției populațiilor și teritoriilor de situații de urgență; Principalele obiective ale sistemului de stat de prevenire și răspuns la situații de urgență sunt:

69. Pe la mijlocul secolului trecut, omenirea a început să-și dea seama de gravitatea problemelor de mediu cu care se confruntă și a apărut o întrebare firească - cât timp ne mai rămâne, câți ani vor dura până la consecințele tragice ale neglijării noastre față de mediul natural a devenit evident? Nu mai avem încă treizeci de ani să studiem și să discutăm problemele de mediu. Trebuie fie să creăm o societate durabilă, fie să devenim martori ai dispariției civilizației pe Pământ. În 1983, Națiunile Unite au creat Comisia Mondială pentru Mediu și Dezvoltare.

Totodată, au fost formulate următoarele principii ale dezvoltării durabile:

Oamenii au dreptul la o viață sănătoasă și productivă în armonie cu natura;

Dezvoltarea de astăzi nu trebuie realizată în detrimentul intereselor de dezvoltare și al protecției mediului în beneficiul generațiilor prezente și viitoare;

Protecția mediului trebuie să fie o parte integrantă a procesului de dezvoltare și nu poate fi privită izolat;

Problemele de mediu sunt rezolvate în cel mai eficient mod cu participarea tuturor cetățenilor implicați. Statele dezvoltă și sporesc gradul de conștientizare și participare publică, oferind acces pe scară largă la informații despre mediu.

70. Biosfera este regiunea de existență și funcționare a organismelor vii, acoperind partea inferioară a atmosferei (aerobiosfera), întreaga hidrosferă (hidrobiosfera), suprafața terestră (terrabiosferă) și straturile superioare ale litosferei (litobiosfera). Biosfera include atât organisme vii (materia vie), cât și habitatul acestora și este un sistem dinamic integral care captează, acumulează și transferă energie prin schimbul de substanțe între organisme și mediu.

71. Toți compușii chimici disponibili pentru organismele vii din biosferă sunt limitati.

Epuizarea substanțelor chimice adecvate pentru absorbție inhibă adesea dezvoltarea anumitor grupuri de organisme în zonele locale de uscat sau ocean.

Potrivit academicianului V.R. Williams, singura modalitate de a da proprietățile finite ale infinitului este să-l faci să se rotească de-a lungul unei curbe închise.

În consecință, stabilitatea biosferei se menține datorită ciclului de substanțe și a fluxurilor de energie.

Există două cicluri principale de substanțe: mare - geologic și mic - biogeochimic. Marele ciclu este numit și ciclul apei dintre hidrosferă, atmosferă și litosferă, care este mișcat de energia Soarelui. Spre deosebire de energia, care odată folosită de organism este transformată în căldură și pierdută, substanțele circulă în biosferă, creând cicluri biogeochimice.

72. Menținerea activității vitale a organismelor și a circulației materiei în ecosisteme este posibilă doar datorită unui flux constant de energie. În cele din urmă, toată viața de pe Pământ există datorită energiei radiației solare, care este transformată de organismele fotosintetice (autotrofe) în energie potențială - în compuși organici. Menținerea activității vitale a organismelor și a circulației materiei în ecosisteme este posibilă doar datorită unui flux constant de energie.

A fost una dintre cele mai importante etape în dezvoltarea cunoștințelor fizice moderne. Oamenii de știință nu au ajuns imediat la concluziile corecte cu privire la structura celor mai mici particule. Și mult mai târziu, au fost descoperite și alte legi - de exemplu, legile mișcării microparticulelor, precum și caracteristicile transformării nucleelor ​​atomice care au loc în timpul dezintegrarii radioactive.

experimentele lui Rutherford

Transformările radioactive ale nucleelor ​​atomice au fost studiate pentru prima dată de cercetătorul englez Rutherford. Chiar și atunci era clar că cea mai mare parte a masei unui atom se află în nucleul său, deoarece electronii sunt de multe sute de ori mai ușori decât nucleonii. Pentru a studia sarcina pozitivă din interiorul nucleului, în 1906 Rutherford a propus sondarea atomului cu particule alfa. Astfel de particule au apărut în timpul descompunerii radiului, precum și a altor substanțe. În timpul experimentelor sale, Rutherford a dobândit o înțelegere a structurii atomului, căruia i s-a dat numele de „model planetar”.

Primele observații ale radioactivității

În 1985, cercetătorul englez W. Ramsay, care este cunoscut pentru descoperirea sa a gazului argon, a făcut o descoperire interesantă. El a descoperit heliu gaz într-un mineral numit kleveite. Ulterior, s-au găsit cantități mari de heliu și în alte minerale, dar numai în cele care conțin toriu și uraniu.

Acest lucru i s-a părut foarte ciudat cercetătorului: de unde ar putea proveni gazul din minerale? Dar când Rutherford a început să studieze natura radioactivității, s-a dovedit că heliul era un produs al dezintegrarii radioactive. Unele elemente chimice „dau naștere” altora, cu proprietăți complet noi. Și acest fapt a contrazis toată experiența anterioară a chimiștilor de atunci.

Observația lui Frederick Soddy

Împreună cu Rutherford, omul de știință Frederick Soddy a fost implicat direct în cercetare. A fost chimist și, prin urmare, toată munca sa a fost efectuată în legătură cu identificarea elementelor chimice în funcție de proprietățile lor. De fapt, transformările radioactive ale nucleelor ​​atomice au fost observate pentru prima dată de Soddy. A reușit să afle care sunt particulele alfa pe care Rutherford le-a folosit în experimentele sale. După ce au făcut măsurători, oamenii de știință au descoperit că masa unei particule alfa este de 4 unități de masă atomică. După ce au acumulat un anumit număr de astfel de particule alfa, cercetătorii au descoperit că s-au transformat într-o substanță nouă - heliu. Proprietățile acestui gaz erau bine cunoscute lui Soddy. Prin urmare, el a susținut că particulele alfa sunt capabile să capteze electroni din exterior și să se transforme în atomi neutri de heliu.

Modificări în interiorul nucleului unui atom

Studiile ulterioare au avut ca scop identificarea caracteristicilor nucleului atomic. Oamenii de știință și-au dat seama că toate transformările au loc nu cu electronii sau cu învelișul de electroni, ci direct cu nucleele în sine. Transformările radioactive ale nucleelor ​​atomice au contribuit la transformarea unor substanțe în altele. La acea vreme, trăsăturile acestor transformări erau încă necunoscute oamenilor de știință. Dar un lucru era clar: ca urmare, au apărut cumva elemente chimice noi.

Pentru prima dată, oamenii de știință au reușit să urmărească un astfel de lanț de metamorfoze în procesul de transformare a radiului în radon. Reacțiile care au dus la astfel de transformări, însoțite de radiații speciale, au fost numite de cercetători nucleare. Asigurându-se că toate aceste procese au loc exact în interiorul nucleului unui atom, oamenii de știință au început să studieze alte substanțe, nu doar radiul.

Tipuri deschise de radiații

Principala disciplină care poate necesita răspunsuri la astfel de întrebări este fizica (clasa a 9-a). Transformările radioactive ale nucleelor ​​atomice sunt incluse în cursul ei. În timpul experimentelor privind puterea de penetrare a radiației uraniului, Rutherford a descoperit două tipuri de radiații sau transformări radioactive. Tipul mai puțin pătrunzător a fost numit radiație alfa. Ulterior, au fost studiate și radiațiile beta. Radiația gamma a fost studiată pentru prima dată de Paul Villard în 1900. Oamenii de știință au arătat că fenomenul de radioactivitate este asociat cu dezintegrarea nucleelor ​​atomice. Astfel, o lovitură zdrobitoare a fost dată ideilor predominante anterior despre atom ca o particulă indivizibilă.

Transformări radioactive ale nucleelor ​​atomice: tipuri principale

Acum se crede că în timpul dezintegrarii radioactive au loc trei tipuri de transformări: dezintegrarea alfa, dezintegrarea beta și captarea electronilor, denumită altfel K-capture. În timpul dezintegrarii alfa, o particulă alfa este emisă din nucleu, care este nucleul unui atom de heliu. Nucleul radioactiv în sine este transformat într-unul care are o sarcină electrică mai mică. Dezintegrarea alfa este caracteristică substanțelor care ocupă ultimele locuri în tabelul periodic. Dezintegrarea beta este inclusă și în transformările radioactive ale nucleelor ​​atomice. Compoziția nucleului atomic cu acest tip se modifică și ea: pierde neutrini sau antineutrini, precum și electroni și pozitroni.

Acest tip de dezintegrare este însoțit de radiații electromagnetice de unde scurte. În captarea electronilor, nucleul unui atom absoarbe unul dintre electronii din apropiere. În acest caz, nucleul de beriliu se poate transforma într-un nucleu de litiu. Acest tip a fost descoperit în 1938 de un fizician american pe nume Alvarez, care a studiat și transformările radioactive ale nucleelor ​​atomice. Fotografiile în care cercetătorii au încercat să surprindă astfel de procese conțin imagini similare cu un nor neclar din cauza dimensiunii mici a particulelor studiate.

În lecția anterioară am discutat problema legată de experimentul lui Rutherford, în urma căruia știm acum că atomul este un model planetar. Acesta este ceea ce se numește modelul planetar al atomului. În centrul nucleului se află un nucleu masiv, încărcat pozitiv. Și electronii se învârt în jurul nucleului pe orbitele lor.

Orez. 1. Modelul planetar al atomului lui Rutherford

Frederick Soddy a luat parte la experimente împreună cu Rutherford. Soddy este chimist, așa că și-a desfășurat munca tocmai în ceea ce privește identificarea elementelor obținute după proprietățile lor chimice. Soddy a fost cel care a reușit să afle care sunt particulele a, al căror flux a căzut pe placa de aur în experimentele lui Rutherford. Când s-au făcut măsurători, s-a dovedit că masa unei particule a este de 4 unități de masă atomică, iar sarcina unei particule a este de 2 sarcini elementare. Comparând aceste lucruri, după ce au acumulat un anumit număr de particule a, oamenii de știință au descoperit că aceste particule s-au transformat într-un element chimic - heliu gaz.

Erau cunoscute proprietățile chimice ale heliului, datorită cărora Soddy a susținut că nucleele, care sunt particule a, captează electroni din exterior și s-au transformat în atomi neutri de heliu.

Ulterior, principalele eforturi ale oamenilor de știință au fost îndreptate spre studierea nucleului atomului. A devenit clar că toate procesele care au loc în timpul radiațiilor radioactive au loc nu cu învelișul de electroni, nu cu electronii care înconjoară nucleele, ci cu nucleele înșiși. În nuclee apar unele transformări, în urma cărora se formează noi elemente chimice.

Primul astfel de lanț a fost obținut pentru a transforma elementul radiu, care a fost folosit în experimente de radioactivitate, în radon gaz inert cu emisia unei particule a; reacția în acest caz este scrisă după cum urmează:

În primul rând, o particulă a are 4 unități de masă atomică și o sarcină elementară dublă, dublată, iar sarcina este pozitivă. Radiul are un număr de serie de 88, numărul său de masă este 226, iar radonul are un număr de serie de 86, un număr de masă de 222 și apare o particulă a. Acesta este nucleul unui atom de heliu. În acest caz, scriem pur și simplu heliu. Numărul ordinal 2, numărul de masă 4.

Reacțiile în urma cărora se formează noi elemente chimice și în același timp se formează noi radiații și alte elemente chimice se numesc reactii nucleare.

Când a devenit clar că procesele radioactive au loc în interiorul nucleului, acestea s-au orientat către alte elemente, nu doar radiu. Studiind diferite elemente chimice, oamenii de știință au realizat că nu există doar reacții cu emisia, radiația unei particule a din nucleul unui atom de heliu, ci și alte reacții nucleare. De exemplu, reacțiile cu emisia unei particule b. Acum știm că aceștia sunt electroni. În acest caz, se formează și un nou element chimic, respectiv o nouă particulă, aceasta este o particulă b, este și un electron. De un interes deosebit în acest caz sunt toate elementele chimice al căror număr atomic este mai mare de 83.

Deci, putem formula așa-numitul Regulile lui Soddy sau regulile de deplasare pentru transformările radioactive:

Orez. 2. Dezintegrarea alfa

În timpul dezintegrarii beta, numărul atomic crește cu 1, dar greutatea atomică nu se modifică.

Orez. 3. Dezintegrare beta

Lista literaturii suplimentare

1. Bronstein M.P. Atomi și electroni. „Biblioteca „Quantum””. Vol. 1. M.: Nauka, 1980
2. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizica: Manual pentru clasa a IX-a de liceu. M.: „Iluminismul”
3. Kitaygorodsky A.I. Fizica pentru toată lumea. Fotoni și nuclee. Cartea 4. M.: Știință
4. Myakishev G.Ya., Sinyakova A.Z. Fizică. Optică Fizica cuantică. Clasa a XI-a: manual pentru studiul aprofundat al fizicii. M.: Dropia
5. Rutherford E. Lucrări științifice alese. Radioactivitate. M.: Știință
6. Rutherford E. Lucrări științifice alese. Structura atomului și transformarea artificială a elementelor. M.: Știință

Cele mai importante tipuri de transformări radioactive (Tabelul 2) includ dezintegrarea a, transformările b, radiația g și fisiunea spontană, iar în natură, în condiții terestre, se găsesc aproape doar primele trei tipuri de transformări radioactive. Rețineți că descompunerea b și radiația g sunt caracteristice nuclizilor din orice parte a sistemului periodic de elemente, iar descompunerea a sunt caracteristice nucleelor ​​destul de grele.

masa 2

Transformări radioactive de bază (Naumov, 1984)

a - dezintegrare- aceasta este transformarea radioactivă a nucleelor ​​cu emisie de particule a (nuclee de heliu):. Astăzi sunt cunoscuți peste 200 de nuclee a-radioactive.
Postat pe ref.rf
Toate sunt grele, Z>83. Se crede că orice nucleu din această regiune are a-radioactivitate (chiar dacă nu a fost încă detectat). Unii izotopi ai elementelor pământurilor rare cu numărul de neutroni N>83 sunt, de asemenea, supuși dezintegrarii a. Această regiune a nucleelor ​​a-active este situată de la (T 1/2 = 5∙10 15 ani) până la (T 1/2 = 0,23 s). Energiile particulelor a de dezintegrare sunt supuse unor limite destul de stricte: 4¸9 MeV pentru nucleele grele și 2¸4,5 MeV pentru nucleele elementelor pământurilor rare, dar izotopii emit particule a cu energii de până la 10,5 MeV. Toate particulele a emise de nuclee de un anumit tip au energii aproximativ egale. particulele a transportă aproape toată energia eliberată în timpul dezintegrarii a. Timpurile de înjumătățire ale emițătorilor a se află într-o gamă largă: de la 1,4∙10 17 ani pentru până la 3∙10 -7 s pentru .

b-transformări. Multă vreme s-a cunoscut doar dezintegrarea electronică, care a fost numită b-decay: . În 1934 ᴦ. F. Joliot-Curie și I. Joliot-Curie descoperiți în timpul bombardării anumitor nuclee pozitronice, sau b + -decădere: . b-transformarile includ de asemenea captura electronică: . În aceste procese, nucleul absoarbe un electron din învelișul atomic, de obicei din învelișul K; prin urmare, procesul se mai numește și captură K. În cele din urmă, transformările b includ procese captarea neutrinilor și a antineutrinilor:Și . Dacă a-decay este intranuclear proces, atunci actele elementare ale transformărilor b reprezintă intranucleon procese: 1); 2); 3); 4); 5).

g-radiația nucleelor. Esența fenomenului de radiație g este că un nucleu într-o stare excitată trece în stări de energie inferioară fără a schimba Z și A, dar cu emisia de fotoni și, în cele din urmă, ajunge în starea fundamentală. Deoarece energiile nucleare sunt discrete, spectrul de radiații g este, de asemenea, discret. Se extinde de la 10 keV la 3 MeV, ᴛ.ᴇ. Lungimile de undă se află în regiunea de 0,1¸ 4∙10 -4 nm. Este important de reținut că, pentru comparație: pentru linia roșie a spectrului vizibil lʼ600 nm, și Eg = 2 eV. Într-un lanț de transformări radioactive, nucleele se găsesc într-o stare excitată ca urmare a descompunerilor anterioare b.

Regulile de schimbare pentru Z și A prezentate în tabel ne permit să grupăm toate elementele radioactive naturale în patru familii mari sau serii radioactive (Tabelul 3).

Tabelul 3

Seria radioactivă de bază (Naumov, 1984)

Seria de actiniu și-a primit numele deoarece cei trei membri anteriori au fost descoperiți mai târziu decât ea. Părintele seriei neptunium este relativ instabil și nu a fost păstrat în scoarța terestră. Din acest motiv, seria neptuniului a fost mai întâi prezisă teoretic, iar apoi structura sa a fost reconstruită în laborator (G. Seaborg și A. Ghiorso, 1950).

Fiecare serie radioactivă conține membri cu valori mai mari ale sarcinii și numărului de masă, dar au durate de viață relativ scurte și practic nu se găsesc niciodată în natură. Toate elementele cu Z>92 se numesc transuraniu, iar elementele cu Z>100 se numesc transfermiu.

Cantitatea de orice izotop radioactiv scade în timp din cauza dezintegrarii radioactive (transformarea nucleelor). Viteza de dezintegrare este determinată de structura nucleului, drept urmare acest proces nu poate fi influențat prin niciun mijloc fizic sau chimic fără a schimba starea nucleului atomic.

Transformări radioactive - concept și tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „Transformări radioactive” 2017, 2018.