Radioaktiva omvandlingar. Radioaktiva transformationer - Knowledge Hypermarket Radioaktiva transformationer av atomkärnor formel

RAdOchOATillduVny RAMedPHelvete - ehTO OchMedPpåMedkavarkene, VybRAMedsVAvarkene Med OgrOmossmOch MedcoROMedTjagmOch från jageR ATOmov "elementARossX" (ATOmossX, MedpåbATOmossX)

hAMed du ts, co T O R s e prin jag T O n A PS va T b R A d Och ek du V oss m Och h A Med du tsa m Och Och l Och

RAdOchekduVnom frånluhevarkenem. På ehTOm, V Pförtryckandeem bPoleniMedTVe MedluhAeV jagRO ATOmA (A hnAfuska, Och Medam ATOm) OdNej gå kemiskeMedvem elementa etceVRAschAeTMedjag V jagetc.O ATOmA (V ATOm) dRpåGOGO XimicheMedcoGO elementA OchlOch odi OchhOTOP dAnnOGO XimicheMedcoGO elementA etceVRaschAeTMedjag V dRpåGOth frånOTOP TOGO samma elementA. D l jag natur nn s X ( P R Och R O d n s X ) R A d Jon Till l Och d O V O Med Men V n th Och V Och d A m Och R A d ioak T Och V Men G O R A Med pa d A jag aj jag ut Med jag A l b f A - Och b Nej A- m inu Med - R A Med pa d (puss kramTjag VMedTRehayuTMedjag Och dRpåGOche) . NAhvavarkenjag alfa Och beTA skullelOch dAoss ERneMedTOm ReheRfoRinnanm V 1 9 00 Gode på frånpåheforskningsinstitut RAdOchekduVossX frånluheny. D l jag Och Med Till på ss T ve nn s X ( de där hno G e nn s X ) R A d Jon Till l Och d O V Till R O m e detta O G O X A R ak ter n s T ak samma n e th tr han N s th , P R O T han N s th , pos Och tr han N s th ( b Nej A -P l Yu Med) Och b O Mer redigera Till Och e V Och ja R A Med pa d A Och jag der n s X P re V R asch e ny (mehOnnsth, TILL- hahwaT, frånOmeRny PeRexod, "OTavföringsVAvarkene" Och dR. ) .

AL b F -R A MED P HELVETE en- R A Med pa d - VybRAMedsVAvarkene(OchMed P på Med ka varken e ) från jag R A A T O m A en- h A st Och tsy . en- h A st Och ts A ehTo2 PROTOnA Och 2 henneTRhon, TO eMedTb kärna atom G e l Och jag Med m A Med Med Aj 4 enheter ini ts s Och Bakom R jag d O m + 2 . MEDcoROMedTb a-hAMeddutss på VsleTe från jagRA OT 12 innan 20 DuMed. Tillm/Medek.V Vakuumme a-hAMeddutsa mOGla skulle ObOGnpåTb heplOth shaR PO ekvaTORpå hA 2 Medek.N upp R Och meh R , P R Och a - R A Med pa de på R ana V se G d A O b R grunderna ets jag T O R Och th , P R Och a - R A Med pa de T O R Och jag - R A d Och th , P R Och R A Med pa de R A d och jag - R A d han , Bakom T äta Förbi l han Och th Och till sist ec - St. i ec.

P R Och eh T O m från Till O NK R Nej Men G O iso T hoppsan på R sv A -2 3 8 handla om R grunderna ets jag T O R ii-2 3 4 , Bakom T äta R A d ii-2 3 0 , R A d O n -2 2 6 Och T. d.

I E T A -R A MED VADDERA b - R A Med pa d - Och Med pu Med Kani e O b s h n s X eh l e Till tr Det V Med Bakom R jag d O m -1 ( e - ) Och l Och pos Och tr Det V - Med Bakom R jag d O m + 1 (t.ex + ) . ScoROMedTb VsleTA b-chaMedTic från jagRA MedOMedTAvlyaeT 9 / 10 MedcoROMeddu MedVeTA - 2 7 0 0 0 0 Tillm/Medek.ETO MedAmth RAMedPROMedTRAnyonnth VOchd RAdOchekduVossX PReVRascheny, OMedObennO MedRedOch OchMedkuMedMedTVennyX RAdOchOnpåclOchinnanV. NAbmänniskoreTMedjag etcakticheMedTillOch på VMedex frånveMedtnyX nA MedeGodnjag XimicheMedTillOchX elementOV.

VaraTA-minmustasch RAMedPHelvete – OchMedPpåMedkavarkene från jagRA eleTillTROnA, ObrAhovavweGOMedjag V RehstbTATe MedAmOetcOfrånkommernOGO PReVRaschevarkenjag odnOGO från neytthROnov V etcOTOn Och electrOn. På ehTOm Tyazhѐ lth PROTOn OMedTAѐ TMedjag V jagRe, A lyoggTillth eleTillTROn - hAMeddutsa- MedOgrOmnOthMedcoROMedTyuVsleTAeTfrånjagRA.PROTOnovVjagReMedTAlonAodibMerOchjagetc.OPRevrnuetsjagVjagetc.OMedOgrått hårneGOelemenTAMedPRAVA- MedbolshOchmMenmeROm.

Gammastrålning. Detta är en ström av gammakvanta, elektromagnetisk strålning, hårdare än vanliga medicinska röntgenstrålar, som representerar en ström av fotoner med lägre energi .

HANDLA OMTlichie g-frånluhevarkenjag OT ReNTGenovMedcoGO (Hur Och V Medluhae b-frånlpåhevarkenjag) , TAockså TOlbara V « meMedTe Rregnevarkenjag": jagRO ATOmA, A ne eGO elecTROnnse ObolohTillOch.

59. Lagen om radioaktivt sönderfall.

ZAcon RAdOchekduVnOGO RAMedPAdA - flättheMedTillth hakon, OpiMedsVAyushchth hawOchMeddemOMedTb OchnTenMedOchVnOMeddu RAdOchekduVnOGO RAMedPAdA OT VRemevarken Och

col ich e Med T V A R A d Och ek du V oss X A T O m ov V O b R A h tse. HANDLA OMTTillgräv Fr e d e R ico m MED O d d Och Och E R n äter O m R e h eh f O R d O m , varjeth från coTORs vpoMedledMedTVOchOch var värmeAjärnvägen NobeleVMedOj etcemOchey. Lag OmiljarderARredann ekMedPeRdementAlnom Ppåde. PeRVse PpåblOchKatzII OtnOMedjagTMedjag Till 1 9 03 Gode: « MEDRawnitelnåh frånpåhevarkene RHelveteOchOATillduVnOMeddu RAdOchjag Och TOrijag" Och « RAdOchekduVnåh etceVRaschevarkene".Fr e d e R IR Co d d Och (« Than story av atomic svergy", 1 9 49 Gode) innanVolnO ORiginalnO OmandatVAeTMedjag O hakone: MED is på Nej O tmet Och T b , tors O lag P R ev R asch e ny O d annat V dl jag Allt X R A d och om eh l e m e n T O V , jag aj yaya Med b Med A m s m P R O stym Och V T O samma vr äta jag etc A CT Och personligen nödvändig jag Med n Och vi M. E T från lag Det har förmodligen n OS T ny P R Och R O d på . E G O m O och Men P R e dst A V Och T b V V Och de d öra R az R på hon nia , co T O R s th V ka järnväg s th d Ann s th m O m e n T naw G A d R A Med sch e P l jag Nej op R e d e l ѐ men e co l Och högsta betyg O Med usch e stv på Yu shih A T O m O V , n e vård T jag s handla om O T bo R e de där X från n Och X , Till O T O ry b l Och språk Till St. O e m på R A Med pa d på .

0

P O Med T oyannaya R A Med pa d A - ehTO Otnoshevarkene dolOch jageR RAdOchOnpåclOchJa, RAMedPgerOchXMedjag hA inteRaxel VRemevarken d t , Till ehTOmpå inteRvalpå VRemevarken

POMedTåhnnoch jag RAMedPAdA (RAdOchekduVnoch jag POMedTåhnnoch jag OchlOch conMedTAntA) - ehTO dOla ATOmOV, RAMedvadderaAyushchOchXMedjag V 1 Medekundu.

onsednhenne VRemjag ochOchhnOch RAdOchOnuklOchJa MedvyahAnO Med POMedTåhnnOth RAMedPHelvete λ MedooTnOshevarkenem:

 = 1 / λ

IRemjag, V Tehevarkene coTOROGO chiMedlo ATOmov RAdOchOnpåclOchJa V RehulTATe RAdOchekduVnOGO RAMedPAdA påmenyshaeTMedjag V dVA RAhA, nAPSvaeTMedjag

P e R och om d O m Förbi l på R A Med pa d A R A d Och O n på cl Och Ja T 1 / 2 .

RAdOchOATillduVnOMedTb VescheMedTVA A OetcenheterelaeTMedjag intenMedOchVnOMedTyu OchlOch MedcoROMedTyu RAMedPHelvete eGO ATOmov:

På ehTOm velichinA OetcedelaeT RAdOchekduVnOMedTb VescheMedTVA V nAhalnth mOment VRemevarken. Från påvedennyX Oetcenhetereleny Medlepå grund avT, torsO akduVnOMedTb RAdOchOnuklOchJa A MedvyahAnA Med chiMedlom RAdOchekduVossX ATOmov V OchMedTOchnike V dAnnth mOment VRemevarken MedooTnOwevarkenem:

60 . Aktivitet – antalet sönderfallshändelser (i allmänhet radioaktiva handlingar, nukleära transformationer) per tidsenhet (vanligtvis per sekund).

Verksamhetsenheterna är becquerel curies.

Becquerel (Bq) är en sönderfallshändelse per sekund (1 sönderfall/sekund). Enheten är uppkallad efter den franske fysikern och Nobelpristagaren Antoine-Henri Becquerel.

Curie (Ci) är aktiviteten hos 1 gram radium-226 i jämvikt med dess dottersönderfallsprodukter. Curie (Ci) -3,7x1010Bq. Om radionuklider är fördelade i volymen av ett ämne, används begreppet "specifik aktivitet" (massa eller volym) - aktiviteten hos en enhet av massa eller volym av ett ämne, mätt i Bq/kg Ci/kg; Bq/lilja Ki/l.

Mer exakt är detta aktiviteten av en radionuklid (eller en blandning av radionuklider) per vikt- eller volymenhet av ämnet.

I fallet när radionuklider är fördelade över markytan används begreppet "ytaktivitet" - aktiviteten för en enhetsarea, mätt i Bq/m2 eller Ci/m2; Bq/km2 eller Ci/km2.

61. Alla atomära och subatomära partiklar som emitteras från en atoms kärna under radioaktivt sönderfall, d.v.s. radioaktiv eller joniserande strålning som passerar genom materia:

För det första leder de till dess jonisering, till bildandet av heta (högenergi) och extremt reaktiva partiklar: joner och fria radikaler (fragment av molekyler som inte har någon laddning);

För det andra kan de leda till aktiveringen av ett ämne, till uppkomsten av så kallad inducerad aktivitet, det vill säga till omvandlingen av stabila atomer till radioaktiva sådana - uppkomsten av radionuklider av aktiveringsursprung. Därför är de huvudsakliga egenskaperna hos jonisering strålning är partiklars energi, deras räckvidd i olika medier eller penetrerande förmåga, och även deras joniserande förmåga (särskilt som en fara för biologiska föremål).

På grund av sin massa och laddning har a-partiklar den största joniserande förmågan, de förstör allt i deras väg. Och därför är a-aktiva radionuklider de farligaste för människor och djur vid förtäring. På grund av sin ringa storlek, massa och laddning har β-partiklar mycket mindre joniserande förmåga än α-partiklar, men det är naturligt att vid intag är β-aktiva isotoper också mycket farligare än när de utsätts för extern bestrålning. Tjocka lager av betong, bly och stål används som skydd mot n- och g-strålning och i det här fallet talar vi bara om dämpningsfaktorn och inte om ett fullständigt skydd. I vilket fall som helst bör man komma ihåg att det mest rationella "skyddet" från någon strålning är största möjliga avstånd från strålningskällan (inom rimliga gränser förstås) och kortast möjliga tid i zonen med ökad strålning.

62. Därför är huvudindikatorn för att karakterisera påverkan av strålningskällor bedömningen av den energi som de förlorar när de passerar genom ett ämne (medium) och som absorberas av detta ämne.

Vid mätning av joniserande strålning används begreppet dos, och vid bedömning av dess effekt på biologiska objekt används ytterligare korrigeringsfaktorer. Absorberad dos (från grekiskan - andel, del) är energin från joniserande strålning (IR) som absorberas av det bestrålade ämnet och vanligtvis beräknas per enhet av dess massa. Grå (Gy) är en enhet för absorberad dos i SI-systemet av enheter. Rad är en icke-systemisk enhet av absorberad dos. Absorberad dos är ett universellt koncept som kännetecknar resultatet av interaktion mellan strålningsfältet och omgivningen. Exponeringsdos (för röntgen- och g-strålning) bestäms genom luftjonisering. Röntgen (R) är en icke-systemisk enhet för exponeringsdos. Detta är mängden g- eller röntgenstrålning som i 1 cm3 torr luft (med en vikt på 0,001293 g under normala förhållanden) bildar 2,082 109 par joner som bär en laddning på 1 elektrostatisk enhet av varje tecken (i SGSE-system). Ekvivalent dos är en dos som beräknas för biologiska objekt (människor) med hänsyn till QC-strålningskvalitetsfaktorn. Lika med produkten av den absorberade dosen och CC. Ekvivalentdosen kan mätas i samma enheter som den absorberade dosen. Enheten för ekvivalent dos i SI-systemet är Sievert (Sv). Effektiv ekvivalent dos är en ekvivalent dos som beräknas med hänsyn till olika kroppsvävnaders olika känslighet för strålning. Det är lika med den ekvivalenta dosen som tas emot av ett specifikt organ (vävnad, med hänsyn till deras vikt), multiplicerad med motsvarande "strålningsriskkoefficient".

63. Beräkningen av en individuell dos i det allmänna fallet utförs utifrån följande diagram, som illustrerar huvudstadierna för inträde och distribution av radionuklider i miljön.

Generellt sett orsakar strålningens inverkan på biologiska objekt och först och främst på människokroppen tre olika negativa effekter.

Den första är en genetisk effekt på kroppens ärftliga (köns)celler. Det kan och visar sig bara i avkommor. Detta är födseln av barn med olika avvikelser från normen (deformiteter av olika grad, demens etc.), eller födelsen av ett helt icke-livsdugligt foster, med avvikelser som är oförenliga med livet.

Den andra är en genetisk effekt för den ärftliga apparaten hos somatiska celler - kroppsceller. Det manifesterar sig under en viss persons liv i form av olika (främst cancer) sjukdomar. Den tredje effekten är den immunsomatiska effekten. Detta är en försvagning av kroppens försvar och immunsystem på grund av förstörelsen av cellmembran och andra strukturer. Det visar sig i form av en mängd olika sjukdomar, inklusive de som till synes helt saknar samband med strålningsexponering, i en ökning av antalet och svårighetsgraden av sjukdomar och i komplikationer. Försvagad immunitet provocerar förekomsten av alla sjukdomar, inklusive cancer. På grund av den höga strålkänsligheten hos inre organ och varaktigheten av processen för partiellt avlägsnande av radioaktiva isotoper från kroppen, är inre bestrålning farligare för människor än extern bestrålning.

64. Uppmärksamhet bör ägnas åt den skarpa skillnaden mellan den mottagna dosen, det vill säga energin som frigörs i kroppen, och den biologiska effekten.

Samma doser som en person får från yttre och inre strålning, samt doser som tas emot från olika typer av joniserande strålning, från olika radionuklider (när de kommer in i kroppen) orsakar olika effekter!

Samtidigt är en absolut dödlig dos för människor av 1000 röntgener i enheter av termisk energi endast 0,0024 kalorier.

Denna mängd värmeenergi kan bara värma upp cirka 0,0024 ml vatten (0,0024 cm3) med 1°C, det vill säga endast 2,4 mg vatten. Med ett glas varmt te får vi tusentals gånger mer.

Samtidigt arbetar läkare, forskare och kärnkraftsforskare med doser av milli- och till och med mikroröntgener. Det vill säga de indikerar en noggrannhet som faktiskt inte existerar.

65. Alla nödsituationer klassificeras enligt fyra kriterier:

1) händelseområdet, som bestämmer arten av nödsituationens ursprung;

2) avdelningstillhörighet, d.v.s. var, i vilken sektor av den nationella ekonomin denna nödsituation inträffade;

3) omfattningen av möjliga konsekvenser. Här baseras händelsens betydelse (omfattning), skadan och mängden krafter och resurser för att eliminera konsekvenserna;

4) hastigheten för farans spridning.

66. Medborgare i Republiken Vitryssland när det gäller att skydda befolkningen och territorierna från nödsituationer har rätt:

att skydda liv, hälsa och personlig egendom i händelse av nödsituationer;

använda, i enlighet med beredskapsplaner, medel för kollektivt och individuellt skydd och annan egendom som tillhör republikanska regeringsorgan, andra statliga organisationer som lyder under Vitrysslands ministerråd, lokala verkställande och administrativa organ och andra organisationer som är avsedda att skydda befolkning från nödsituationer;

till information om den risk de kan utsättas för på vissa vistelseorter i landet, och om nödvändiga säkerhetsåtgärder; att kontakta statliga organ, andra organisationer, såväl som enskilda företagare i frågor om att skydda befolkningen och territorierna från nödsituationer;

delta på föreskrivet sätt i åtgärder för att förebygga och eliminera nödsituationer;

för ersättning för skada som orsakats deras hälsa och egendom till följd av nödsituationer;

för gratis sjukvård, ersättning och förmåner för att bo och arbeta i akuta zoner;

att frigöra statlig socialförsäkring, ta emot ersättning och förmåner för skada som orsakats deras hälsa under deltagande i nödberedskapsaktiviteter; för pension vid förlust av arbetsförmåga på grund av skada eller sjukdom som erhållits i utförandet av uppgifter för att skydda befolkningen och territorierna från nödsituationer, på det sätt som fastställts för arbetstagare vars funktionshinder uppstått till följd av en arbetsskada;

för pension i händelse av förlust av en familjeförsörjare som avlidit eller avlidit av en skada eller sjukdom som erhållits under utförandet av sina uppgifter för att skydda befolkningen och territorierna från nödsituationer, på det sätt som fastställts för familjer till medborgare som dött eller dog från en skada som uppkommit i utförandet av en medborgerlig plikt att rädda människoliv, skydd av egendom och lag och ordning.

Medborgare i Republiken Vitryssland när det gäller att skydda befolkningen och territorierna från nödsituationer är skyldiga att: följa lagstiftningen på området för att skydda befolkningen och territorier från nödsituationer;

observera säkerhetsåtgärder i vardagen och dagliga arbetsaktiviteter, undvika brott mot produktion och teknisk disciplin, miljösäkerhetskrav, vilket kan leda till nödsituationer;

studera de grundläggande metoderna för att skydda befolkningen och territorierna från nödsituationer, metoder för att ge första hjälpen till offer, regler för användning av kollektiv och individuell skyddsutrustning, ständigt förbättra sina kunskaper och praktiska färdigheter inom detta område;

67. Det statliga systemet för förebyggande och avveckling av nödsituationer förenar sig

republikanskt regeringsorgan som utövar ledning inom området förebyggande och reaktion på nödsituationer, säkerställer brand-, industri-, kärn- och strålsäkerhet, civilt försvar (nedan kallat det republikanska regeringsorganet för nödsituationer),

andra republikanska regeringsorgan,

andra statliga organisationer som lyder under republiken Vitrysslands ministerråd,

lokala verkställande och administrativa organ,

andra organisationer vars befogenheter inkluderar att lösa frågor om att skydda befolkningen och territorierna från nödsituationer. Huvudmålen för det statliga systemet för att förebygga och reagera på nödsituationer är:

utveckling och genomförande av rättsliga och ekonomiska standarder för att säkerställa skyddet av befolkningen och territorierna från nödsituationer;

genomförande av riktade och vetenskapliga och tekniska program som syftar till att förebygga nödsituationer och öka hållbarheten i organisationers funktion, såväl som sociala anläggningar i nödsituationer;

säkerställa beredskapen för aktioner hos räddningsledningsorgan, styrkor och medel avsedda och tilldelade för att förebygga och eliminera nödsituationer; Huvudmålen för det statliga systemet för att förebygga och reagera på nödsituationer är:

skapande av republikanska, sektoriella, territoriella, lokala och anläggningsreserver av materiella resurser för avveckling av nödsituationer (nedan kallade reserver av materiella resurser för avveckling av nödsituationer, om inte annat anges);

insamling, bearbetning, utbyte och distribution av information inom området för att skydda befolkningen och territorierna från nödsituationer;

förbereda befolkningen att agera i nödsituationer;

prognostisera och bedöma de socioekonomiska konsekvenserna av nödsituationer;

genomförande av statlig undersökning, övervakning och kontroll inom området för skydd av befolkningen och territorierna från nödsituationer; Huvudmålen för det statliga systemet för att förebygga och reagera på nödsituationer är:

nödutryckning;

genomförande av åtgärder för socialt skydd av befolkningen som drabbats av nödsituationer, genomförande av humanitära åtgärder;

genomförandet av befolkningens rättigheter och skyldigheter när det gäller skydd mot nödsituationer, såväl som personer som är direkt involverade i deras eliminering;

internationellt samarbete på området för att skydda befolkningar och territorier från nödsituationer; Huvudmålen för det statliga systemet för att förebygga och reagera på nödsituationer är:

69. I mitten av förra seklet började mänskligheten inse allvaret i de miljöproblem som den står inför, och en naturlig fråga uppstod - hur lång tid har vi kvar, hur många år kommer det att ta innan de tragiska konsekvenserna av vår försummelse av naturlig miljö blivit uppenbar? Vi har inte längre trettio år kvar att studera och diskutera miljöproblem. Vi måste antingen skapa ett hållbart samhälle, eller så kommer vi att bli vittnen till civilisationens utplåning på jorden. 1983 skapade FN Världskommissionen för miljö och utveckling.

Samtidigt formulerades följande principer för hållbar utveckling:

Människor har rätt till ett hälsosamt och produktivt liv i harmoni med naturen;

Dagens utveckling bör inte genomföras på bekostnad av utvecklingsintressen och miljöskydd till gagn för nuvarande och framtida generationer;

Miljöskydd måste vara en integrerad del av utvecklingsprocessen och kan inte ses isolerat.

Miljöproblem löses på det mest effektiva sättet med deltagande av alla berörda medborgare. Stater utvecklar och ökar allmänhetens medvetenhet och deltagande genom att tillhandahålla bred tillgång till miljöinformation.

70. Biosfären är det område där levande organismer existerar och fungerar, som täcker den nedre delen av atmosfären (aerobiosfären), hela hydrosfären (hydrobiosfären), landytan (terrabiosfären) och de övre skikten av litosfären (litobiosfären). Biosfären omfattar både levande organismer (levande materia) och deras livsmiljö och är ett integrerat dynamiskt system som fångar, ackumulerar och överför energi genom utbyte av ämnen mellan organismer och miljön.

71. Alla kemiska föreningar som är tillgängliga för levande organismer i biosfären är begränsade.

Utarmningen av kemikalier som är lämpliga för absorption hämmar ofta utvecklingen av vissa grupper av organismer i lokala områden på land eller hav.

Enligt akademikern V.R. Williams, det enda sättet att ge det oändligas ändliga egenskaper är att få det att rotera längs en stängd kurva.

Följaktligen bibehålls biosfärens stabilitet på grund av kretsloppet av ämnen och energiflöden.

Det finns två huvudcykler av ämnen: stor - geologisk och liten - biogeokemisk. Det stora kretsloppet kallas även vattnets kretslopp mellan hydrosfären, atmosfären och litosfären, som förflyttas av solens energi. Till skillnad från energi, som en gång använts av kroppen omvandlas till värme och går förlorad, cirkulerar ämnen i biosfären och skapar biogeokemiska kretslopp.

72. Att upprätthålla den vitala aktiviteten hos organismer och cirkulationen av materia i ekosystemen är endast möjligt på grund av ett konstant flöde av energi. I slutändan existerar allt liv på jorden på grund av energin från solstrålning, som omvandlas av fotosyntetiska organismer (autotrofer) till potentiell energi - till organiska föreningar. Att upprätthålla den vitala aktiviteten hos organismer och cirkulationen av materia i ekosystemen är endast möjligt på grund av ett konstant flöde av energi.

Det var ett av de viktigaste stadierna i utvecklingen av modern fysisk kunskap. Forskare kom inte omedelbart till de korrekta slutsatserna om strukturen hos de minsta partiklarna. Och mycket senare upptäcktes andra lagar - till exempel mikropartiklars rörelselagar, såväl som egenskaper hos omvandlingen av atomkärnor som inträffar under radioaktivt sönderfall.

Rutherfords experiment

De radioaktiva omvandlingarna av atomkärnor studerades först av den engelske forskaren Rutherford. Redan då var det klart att huvuddelen av en atoms massa ligger i dess kärna, eftersom elektroner är många hundra gånger lättare än nukleoner. För att studera den positiva laddningen inuti kärnan föreslog Rutherford 1906 att man skulle undersöka atomen med alfapartiklar. Sådana partiklar uppstod under sönderfallet av radium, såväl som några andra ämnen. Under sina experiment fick Rutherford en förståelse för atomens struktur, som fick namnet "planetmodell".

Första observationer av radioaktivitet

Redan 1985 gjorde den engelske forskaren W. Ramsay, som är känd för sin upptäckt av argongas, en intressant upptäckt. Han upptäckte heliumgas i ett mineral som heter kleveit. Därefter hittades stora mängder helium även i andra mineral, men bara i de som innehåller torium och uran.

Detta verkade väldigt konstigt för forskaren: var kan gas komma ifrån i mineraler? Men när Rutherford började studera radioaktivitetens natur visade det sig att helium var en produkt av radioaktivt sönderfall. Vissa kemiska grundämnen "föder" andra, med helt nya egenskaper. Och detta faktum motsäger all tidigare erfarenhet av kemister på den tiden.

Frederick Soddys iakttagelse

Tillsammans med Rutherford var vetenskapsmannen Frederick Soddy direkt involverad i forskningen. Han var kemist, och därför utfördes allt hans arbete i samband med identifiering av kemiska grundämnen enligt deras egenskaper. Faktum är att de radioaktiva omvandlingarna av atomkärnor först uppmärksammades av Soddy. Han lyckades ta reda på vilka alfapartiklar som Rutherford använde i sina experiment är. Efter att ha gjort mätningar fann forskare att massan av en alfapartikel är 4 atommassaenheter. Efter att ha samlat ett visst antal sådana alfapartiklar upptäckte forskarna att de förvandlades till ett nytt ämne - helium. Egenskaperna hos denna gas var välkända för Soddy. Därför hävdade han att alfapartiklar kunde fånga elektroner utifrån och förvandlas till neutrala heliumatomer.

Förändringar inuti en atoms kärna

Efterföljande studier syftade till att identifiera egenskaperna hos atomkärnan. Forskare insåg att alla transformationer inte sker med elektroner eller elektronskalet, utan direkt med själva kärnorna. Det var de radioaktiva omvandlingarna av atomkärnor som bidrog till omvandlingen av vissa ämnen till andra. Vid den tiden var egenskaperna hos dessa transformationer fortfarande okända för forskare. Men en sak var klar: som ett resultat dök nya kemiska grundämnen upp på något sätt.

För första gången kunde forskare spåra en sådan kedja av metamorfoser i processen att omvandla radium till radon. Reaktionerna som resulterade i sådana omvandlingar, åtföljda av speciell strålning, kallades kärnkraft av forskare. Efter att ha sett till att alla dessa processer äger rum precis inuti en atoms kärna, började forskare studera andra ämnen, inte bara radium.

Öppna typer av strålning

Den huvudsakliga disciplin som kan kräva svar på sådana frågor är fysik (årskurs 9). Radioaktiva omvandlingar av atomkärnor ingår i hennes kurs. Medan han genomförde experiment på uranstrålningens genomträngande kraft upptäckte Rutherford två typer av strålning, eller radioaktiva omvandlingar. Den mindre penetrerande typen kallades alfastrålning. Senare studerades även betastrålning. Gammastrålning studerades första gången av Paul Villard 1900. Forskare har visat att fenomenet radioaktivitet är förknippat med atomkärnors förfall. Därmed utdelades ett förkrossande slag mot de tidigare rådande idéerna om atomen som en odelbar partikel.

Radioaktiva omvandlingar av atomkärnor: huvudtyper

Man tror nu att under radioaktivt sönderfall inträffar tre typer av omvandlingar: alfasönderfall, beta-sönderfall och elektroninfångning, annars kallad K-infångning. Under alfasönderfall emitteras en alfapartikel från kärnan, som är kärnan i en heliumatom. Själva radioaktiva kärnan omvandlas till en som har en lägre elektrisk laddning. Alfasönderfall är karakteristiskt för ämnen som upptar de sista platserna i det periodiska systemet. Beta-sönderfall ingår också i de radioaktiva omvandlingarna av atomkärnor. Sammansättningen av atomkärnan med denna typ förändras också: den förlorar neutriner eller antineutriner, såväl som elektroner och positroner.

Denna typ av sönderfall åtföljs av kortvågig elektromagnetisk strålning. Vid elektronfångst absorberar en atoms kärna en av de närliggande elektronerna. I det här fallet kan berylliumkärnan förvandlas till en litiumkärna. Denna typ upptäcktes 1938 av en amerikansk fysiker vid namn Alvarez, som också studerade radioaktiva omvandlingar av atomkärnor. Fotografierna där forskarna försökte fånga sådana processer innehåller bilder som liknar ett suddigt moln på grund av den lilla storleken på de partiklar som studeras.

I den föregående lektionen diskuterade vi frågan relaterad till Rutherfords experiment, som ett resultat av vilket vi nu vet att atomen är en planetmodell. Detta är vad som kallas atomens planetmodell. I centrum av kärnan finns en massiv, positivt laddad kärna. Och elektroner kretsar runt kärnan i sina banor.

Ris. 1. Rutherfords planetmodell av atomen

Frederick Soddy deltog i experimenten tillsammans med Rutherford. Soddy är en kemist, så han utförde sitt arbete exakt när det gäller att identifiera de erhållna elementen genom deras kemiska egenskaper. Det var Soddy som lyckades ta reda på vad a-partiklarna var, vars flöde föll på guldplattan i Rutherfords experiment. När mätningar gjordes visade det sig att massan av en a-partikel är 4 atommassaenheter och laddningen för en a-partikel är 2 elementärladdningar. Genom att jämföra dessa saker, efter att ha samlat ett visst antal a-partiklar, fann forskare att dessa partiklar förvandlades till ett kemiskt element - heliumgas.

Heliums kemiska egenskaper var kända, tack vare vilket Soddy hävdade att kärnorna, som är a-partiklar, fångade elektroner från utsidan och förvandlades till neutrala heliumatomer.

Därefter var forskarnas huvudinsatser inriktade på att studera atomkärnan. Det blev tydligt att alla processer som sker under radioaktiv strålning sker inte med elektronskalet, inte med elektronerna som omger kärnorna, utan med själva kärnorna. Det är i kärnorna som vissa transformationer sker, som ett resultat av vilka nya kemiska element bildas.

Den första sådana kedjan erhölls för att omvandla grundämnet radium, som användes i experiment på radioaktivitet, till inertgasen radon med emission av en a-partikel; reaktionen i detta fall är skriven som följer:

För det första är en a-partikel 4 atommassenheter och en dubbel, fördubblad elementarladdning, och laddningen är positiv. Radium har ett serienummer på 88, dess massnummer är 226 och radon har ett serienummer på 86, ett massnummer på 222 och en a-partikel visas. Detta är kärnan i en heliumatom. I det här fallet skriver vi helt enkelt helium. Ordningsnummer 2, massnummer 4.

Reaktioner som leder till att nya kemiska grundämnen bildas och samtidigt också nya strålningar och andra kemiska grundämnen bildas kallas kärnreaktioner.

När det stod klart att radioaktiva processer äger rum inuti kärnan vände de sig till andra grundämnen, inte bara radium. Genom att studera olika kemiska element insåg forskare att det inte bara finns reaktioner med emission, strålning av en a-partikel från kärnan i en heliumatom, utan också andra kärnreaktioner. Till exempel reaktioner med emission av en b-partikel. Vi vet nu att dessa är elektroner. I det här fallet bildas också ett nytt kemiskt grundämne, respektive en ny partikel, detta är en b-partikel, det är också en elektron. Av särskilt intresse i detta fall är alla kemiska grundämnen vars atomnummer är större än 83.

Så, vi kan formulera den så kallade Soddys regler, eller förskjutningsregler för radioaktiva omvandlingar:

Ris. 2. Alfasönderfall

Under beta-sönderfall ökar atomnumret med 1, men atomvikten ändras inte.

Ris. 3. Beta-förfall

Lista över ytterligare litteratur

1. Bronstein M.P. Atomer och elektroner. "Bibliotek "Quantum"". Vol. 1. M.: Nauka, 1980
2. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fysik: Lärobok för 9:e klass på gymnasiet. M.: "Upplysning"
3. Kitaygorodsky A.I. Fysik för alla. Fotoner och kärnor. Bok 4. M.: Vetenskap
4. Myakishev G.Ya., Sinyakova A.Z. Fysik. Optik Kvantfysik. 11:e klass: lärobok för fördjupning i fysik. M.: Bustard
5. Rutherford E. Utvalda vetenskapliga verk. Radioaktivitet. M.: Vetenskap
6. Rutherford E. Utvalda vetenskapliga verk. Atomens struktur och artificiell omvandling av grundämnen. M.: Vetenskap

De viktigaste typerna av radioaktiva omvandlingar (tabell 2) inkluderar a-sönderfall, b-omvandlingar, g-strålning och spontan klyvning, och i naturen, under terrestra förhållanden, finns nästan bara de tre första typerna av radioaktiva omvandlingar. Observera att b-sönderfall och g-strålning är karakteristiska för nuklider från vilken del som helst av det periodiska systemet av grundämnen, och a-sönderfall är karakteristiska för ganska tunga kärnor.

Tabell 2

Grundläggande radioaktiva transformationer (Naumov, 1984)

a - förfall- detta är den radioaktiva omvandlingen av kärnor med emission av a-partiklar (heliumkärnor):. Idag är mer än 200 a-radioaktiva kärnor kända.
Upplagt på ref.rf
Alla är tunga, Z>83. Man tror att någon kärna från denna region har a-radioaktivitet (även om den ännu inte har upptäckts). Vissa isotoper av sällsynta jordartsmetaller med antalet neutroner N>83 är också föremål för a-sönderfall. Denna region av a-aktiva kärnor är lokaliserad från (T 1/2 = 5∙10 15 år) till (T 1/2 = 0,23 s). Energierna för sönderfallande a-partiklar är föremål för ganska strikta gränser: 4¸9 MeV för tunga kärnor och 2¸4,5 MeV för kärnor av sällsynta jordartsmetaller, men isotoper avger a-partiklar med energier upp till 10,5 MeV. Alla a-partiklar som emitteras från kärnor av en given typ har ungefär lika energier. a-partiklar bär bort nästan all energi som frigörs under ett sönderfall. Halveringstiderna för a-sändare ligger inom ett brett intervall: från 1,4∙10 17 år för till 3∙10 -7 s för .

b-transformationer. Länge var endast elektroniskt förfall känt, som kallades b-förfall: . År 1934 ᴦ. F. Joliot-Curie och I. Joliot-Curie upptäcktes under bombardementet av vissa kärnor positronisk, eller b + -förfall: . b-transformationer inkluderar också elektronisk fångst: . I dessa processer absorberar kärnan en elektron från atomskalet, vanligtvis från K-skalet, därför kallas processen även K-infångning. Slutligen inkluderar b-transformationer processer fångst av neutriner och antineutriner: Och . Om ett förfall är intranukleär process, då representerar de elementära handlingarna av b-transformationer intranukleon processer: 1); 2); 3); 4); 5).

g-strålning av kärnor. Kärnan i fenomenet g-strålning är att en kärna i exciterat tillstånd övergår till lägre energitillstånd utan att ändra Z och A, men med emission av fotoner, och slutligen hamnar i grundtillståndet. Eftersom kärnenergierna är diskreta är spektrumet av g-strålning också diskret. Den sträcker sig från 10 keV till 3 MeV, ᴛ.ᴇ. Våglängderna ligger i området 0,1¸ 4∙10 -4 nm. Det är viktigt att notera att för jämförelse: för den röda linjen i det synliga spektrumet lʼ600 nm, och Eg = 2 eV. I en kedja av radioaktiva transformationer befinner sig kärnor i ett exciterat tillstånd som ett resultat av tidigare b-sönderfall.

Skiftreglerna för Z och A som anges i tabellen tillåter oss att gruppera alla naturligt förekommande radioaktiva grundämnen i fyra stora familjer eller radioaktiva serier (Tabell 3).

Tabell 3

Grundläggande radioaktiv serie (Naumov, 1984)

Aktiniumserien fick sitt namn eftersom de tre tidigare medlemmarna upptäcktes senare än den. Föräldern till neptunium-serien är relativt instabil och har inte bevarats i jordskorpan. Av denna anledning förutspåddes neptunium-serien först teoretiskt, och sedan rekonstruerades dess struktur i laboratoriet (G. Seaborg och A. Ghiorso, 1950).

Varje radioaktiv serie innehåller medlemmar med högre värden på laddning och massantal, men de har relativt kort livslängd och finns praktiskt taget aldrig i naturen. Alla grundämnen med Z>92 kallas transuran, och grundämnen med Z>100 kallas transfermium.

Mängden radioaktiv isotop minskar med tiden på grund av radioaktivt sönderfall (omvandling av kärnor). Nedbrytningshastigheten bestäms av kärnans struktur, som ett resultat av vilket denna process inte kan påverkas av några fysiska eller kemiska medel utan att ändra tillståndet i atomkärnan.

Radioaktiva transformationer - koncept och typer. Klassificering och funktioner i kategorin "Radioaktiva transformationer" 2017, 2018.