КАЛЕНДАРЬ РЕКЛАМА |
СПРАВОЧНИК ПО ХИМИИ | радиоактивность - самопроизвольое превращение неустойчивого изотопа одного химического элемента в изотоп другого элемента, сопровождающееся испусканием элементарных частиц или ядер. Основные виды радиоактивного распада: β-распад - один из нейтронов, входящих в состав ядра, превращается в протон; возникающий при этом электрон вылетает из ядра, положительный заряд которого возрастает на единицу. Возможно также превращение протона в нейтрон, сопровождающееся возникновением позитрона (позитрон - элементарная частица с массой равной массе электрона, но несущая положительный заряд, по абсолютной величине заряд позитрона равен заряду электрона). n → p + e- 2. позитронный β-распад (β+-распад) p → n + e+ Таким образом, в результате β-распада образуется атом элемента, заряд которого либо больше на единицу (в случае β--распада) либо меньше на единицу (в случае β+-распада). Процесс превращения протона в нейтрон с образованием позитрона может происходить в тех случаях, когда неустойчивость ядра вызвана избыточным содержанием в нем протонов. При этом, один из протонов, входящих в состав ядра, превращается в нейтрон - заряд ядра уменьшается на единицу. Электронный захват - вид радиоактивного распада, при котором один из электронов атомной электронной оболочки захватывается ядром; взаимодействие захваченного электрона с одним из содержащихся в эдре протонов приводит к образованию нейтрона: Электрон чаще всего захватывается из ближайшего к ядру K-слоя (K-захват), реже из L- или M-слоев электронной оболочки. Спонтанное деление - вид радиоактивного распада, при котором происходит самопроизвольный распад ядер тяжелых элементов на два (иногда три или четыре) ядра элементов середины Периодической системы химических элементов. Варианты такого деления очень разнообразны и не имеют общих правил смещения по периодической системе; чаще всего происходит распад исходного ядра на тяжелый и легкий осколки, несущие, соответственно, около 60 и 40 процентов заряда и массы исходного ядра. При спонтанном делении распадающееся ядро испускает 2-4 нейтрона; образующиеся новые ядра все еще содержат избыток нейтронов (являются изотопами своих элементов), оказываются неустойчивыми и поэтому претерпевают последовательный ряд β--распадов. Химические элементы расположенные в конце Периодической системы (после висмута), не имеют стабильных изотопов. подвергаясь радиоактивному распаду, они превращаются в другие элементы. Если вновь образовавшийся элемент радиоактивен, он тоже распадается, превращаясь в третий элемент, и так далее до тех пор, пока результатом распада не будет атом устойчивого изотопа. Ряд элементов, образующихся подобным образом, один из другого, называется радиоактивным рядом. Например, радиоактивный ряд урана: 238U → (α; Т½ = 4.5·109 лет) → 234Th → (β-; Т½ = 24 суток) → 234Pa → (β-; Т½ = 1.2 минуты) → 234U → (α; Т½ = 2.5·105 лет) → 230Th → (α; Т½ = 8·104 лет) → 226Ra → (α; Т½ = 1620 лет) → 222Rn → (α; Т½ = 3.85 суток) → 218Po → (α; Т½ = 3.05 минуты) → 214Pb → (β-; Т½ = 27 минут) → 214Bi → (α; Т½ = 20 минут) → 214Po → (α; Т½ = 6·10-4 c) → 210Pb → (β-; Т½ = 19 лет) → 210Bi → (β-; Т½ = 5 cуток) → 210Po → (α; Т½ = 138 cуток) → 206Pb (устойчив) При β-распаде массовое число изотопа не меняется, а при α-распаде уменьшается на 4. Поэтому возможно существование 4 радиоактивных рядов: Свинцовый метод определения возраста. Накопление свинца в результате распада содержащихся в минералах радиоактивных элементов позволяет определять возраст соответствующих горных пород. Зная скорость распада 238U, 232Th, 235U и определив их содержание, а также содержание и изотопный состав свинца в минерале, можно вычислить возраст минерала, т.е. время, прошедшее с момента его образования. Искусственная радиоактивность. Для осуществления ядерной реакции, бомбардирующая частица должна обладать большой энергией, которая достигается путем разгона цастицы в ускорителях элементарных частиц (циклотроны, синхрофазотроны и др.). В настоящее время получены сотни радиоактивных изотопов химических элементов, а также новые химические элементы, которыми пополняется Периодическая система. Раздел химии, изучающий радиоактивные элементы и их поведение, называется радиохимией (существует еще радиационная химия - этот раздел химии изучает влияние ионизирующих излучений на химические процессы). Первая ядерная реакция , которую применили для получения энергии, представляет собой деление ядра урана 235U под действием проникающего в ядро нейтрона. При этом образуется два новых ядра-осколка блисзкой массы, испускается несколько нейтронов - это вторичные нейтроны, и освобождается огромная энергия: при распаде 1 г. 235U выделяется 7,5·107 кДж, это количество энергии больше, чем выделяется при сгорании 2 тонн каменного угля. Вторичные нейтроны могут захватываться другими ядрами 235U, и в свою очередь вызывать их деление. Таким образом, число отдельных актов распада прогрессивно увеличивается, возникает цепная реакция деления ядер урана - цепная ядерная реакция. Ракции ядерного синтеза, также являются источником огромного количества энергии. Так, при образовании ядра атома гелия из ядер дейтерия и трития: на каждый грамм реакционной смеси выделяется 35·107 кДж, что почти в 5 раз больше, чем при распаде 1 г урана-235. Для проведения таких реакций ядерного синтеза, необходима температура прядка 1 миллиона градусов по цельсию, поэтому такие реакции ядерного синтеза получили название - реакции термоядерного синтеза или просто термоядерная реакция. В связи с технологической сложностью получения такой высокой температуры, необходимой для инициации термоядерной реакции, пока удалось осуществить только неуправляемую термоядерную реакцию (водородная бомба), и единичные примеры лабораторных экспериментов на ускорителях заряженных частиц. Радиация - ионизирующее излучение.
Источники ионизирующего излучения бывают:
1 рентген — доза фотонного излучения, образующего ионы, несущие 1 ед. заряда СГСЭ ((1/3)·10-9 кулон) в 1 см3 воздуха при нормальном атмосферном давлении и 0°C. В воздухе в 1см3 образуется 2,08·109 пар ионов. Зиверт (обозначение: Зв, Sv) — единица измерения СИ эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения (используется с 1979 г.). 1 Зв = 1 Дж / кг Грей (обозначение: Гр, Gy) — единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения в системе СИ. Поглощённая доза равна одному грею, если в результате поглощения ионизирующего излучения вещество получило один джоуль энергии в расчёте на один килограмм массы. 1Гр = 1Дж / кг 1 рентген/час = 1 Зв |
Techemy 2009 e-mail: techemycom@gmail.com |
bitcoin accepted here |