- •Тема 2. Радиоактивные превращения ядер.
- •2. Атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов.
- •6. Энергия, которую необходимо затратить для разрушения ядра и разделения его на свободные нуклоны, названа энергией связи ядра.
- •Вопрос 2. Явление радиоактивности.
- •Вопрос 3. Основной закон радиоактивного распада. Период полураспада.
- •Вопрос 4. Виды ионизирующих излучений.
- •Вопрос 5. Взаимодействие a-излучения с веществом.
- •Вопрос 6. Взаимодействие -излучения с веществом.
- •Вопрос 7. Взаимодействие -излучения с веществом.
- •Косл ≈ 2 X/d. (7)
6. Энергия, которую необходимо затратить для разрушения ядра и разделения его на свободные нуклоны, названа энергией связи ядра.
Чем сильнее взаимодействуют нуклоны между собой в данном ядре, тем большую работу нужно совершить для его разрушения. При обратном процессе - процессе образования ядра из свободных нуклонов - ядерные силы совершают работу, поэтому и в этом случае также выделяется энергия. Однако прочность ядра определяет не полная энергия связи, а энергия связи, приходящая на один нуклон, т.е. удельная энергия связи. Прочность различных ядер неодинакова. Наиболее прочными являются ядра с числом нуклонов около 60 (Рис.3).
Рис.3 Удельная энергия связи.
Вопрос 2. Явление радиоактивности.
Впервые способность ядер тяжелых элементов самопроизвольно (спонтанно) распадаться была обнаружена Беккерелем в 1896 году. Позднее Резерфорд и супруги Кюри показали, что ядра некоторых веществ испытывают последовательные превращения, образуя радиоактивные ряды, где каждый последующий элемент ряда возникает из предыдущего, причем никакими внешними физическими воздействиями (температура, электрические и магнитные поля, давление и др.) нельзя повлиять на характеристики распада.
Способность некоторых неустойчивых ядер самопроизвольно превращаться в ядра других элементов с испусканием различных видов радиационных излучений называют радиоактивностью
При этом различают 2 вида радиоактивности:
- естественную, наблюдающуюся у нестабильных изотопов атомов, существующих в природе, сопровождаемых испусканием альфа-, бета-частиц и фотонов большой энергии( гамма-излучением) ;
- искусственную, наблюдающуюся у изотопов, образующихся в результате ядерных реакций, где ядра испускают в основном бета-частицы, сопровождаемые практически всегда гамма-излучением.
Процесс естественного, самопроизвольно происходящего радиоактивного превращения называется радиоактивным распадом или просто распадом.
Ядра, испытывающие распад, называются радионуклидами.
Новые ядра, получившиеся после радиоактивного распада, занимают в периодической системе элементов другие места (закон смещения):
Правила смещения ядер при радиоактивных распадах:
при альфа-распаде
при бета-распаде (электронном)
при бета-распаде (позитронном)
где X - символ химического элемента, соответствующего материнскому ядру; Y - то же для дочернего ядра; - ядро изотопа гелия; - электрон.
Распадающееся ядро называется материнским, а ядро продукта распада – дочерним (рис. 4).
уран торий протактиний уран-234 торий радий-226 радон полоний
238 234 234 230 222 218
(4,47млрд. (24,1 суток) (1,17 мин) (245000 лет) (8000 лет) (1600 лет) (3,823 суток) (3,05 мин)
лет)
свинец-206 полоний-210 висмут-210 свинец-210 полоний-214 висмут-214 свинец-214
(стабильный) (138,4 суток) (5,01 суток) (22,3 лет) (0,000164 с) (19,7 мин) (26,8 мин)
Рис. 4 Радиоактивный распад ядра урана-238