1 Строение атомного ядра.

Атом состоит из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него отрицательно зар. частиц – электронов, составляющих его электронную оболочку. Размеры атома определяются размерами его электронной оболочки и составляют 10–8 см. Атомное ядро – центральная часть атома, в которой сосредоточена практически вся его масса (99,95%) Размеры ядер 10-12см, что на четыре порядка меньше диаметра атома.

Протон – положительно заряженная частица.

Нейтрон – отрицательно заряженная частица.

Различные типы ядер часто называют нуклидами. Нуклиды с одинаковым числом протонов и разным числом нейтронов называют изотопами.

Заряд ядра равен количеству протонов и соответствует порядковому номеру элемента в периодической системе Д. И. Менделеева.

2 Спин ядра, электрический и магнитный моменты ядер.

Любое вращающееся тело обладает моментом движения относительно своего центра масс - это собственный момент тела, или спин. Спин ядра будет полуцелым при нечетном числе нуклонов и целым или нулевым – при четном числе.

Каждое ядро с ненулевым спином обладает магнитным дипольным моментом, характеризующим взаимодействие ядра с однородным внешним магнитным полем (аналогичен характеристике стрелки компаса).

Электрические моменты ядер обусловлены распределением электрических зарядов и определяют взаимодействие ядер с внешним электрическим полем.

Как проявляются дипольные моменты? Если поместить ядро с ненулевым спином во внешнее магнитное поле, то магнитный момент такого ядра взаимодействует с электронными моментами электронной оболочки. Это приводит к расщеплению электронных уровней.

6 Радиоактивные семейства.

При α- и β-радиоактивном распаде дочернее ядро также может оказаться нестабильным. Поэтому возможны серии последовательных радиоактивных распадов, которые заканчиваются образованием стабильных ядер.

В природе существует несколько таких серий (семейств). Это серии урана 238U и 358U и серия тория 232Th.

Наиболее длинной является серия 238U,состоящая из 14 последовательных распадов - 8 α-распадов и 6 β-распадов.

Известна также серия, которая начинается с нептуния-237, не обнаруженного в естественных условиях, и заканчивается на висмуте-209. Эта серия радиоактивных распадов возникает в ядерных реакторах.

Интересным применением радиоактивности является метод датирования археологических и геологических находок по концентрации радиоактивных изотопов. Путем точного измерения относительной концентрации радиоактивного углерода в останках древних организмов можно определить время их гибели.

7 Закон радиоактивного распада.

Так как радиоактивный распад имеет случайный характер и не зависит от внешних условий, то закон убывания количества нераспавшихся к данному моменту времени ядер может служить важной статистической характеристикой процесса радиоактивного распада.

Пусть за малый промежуток времени Δt количество нераспавшихся ядер N(t) изменилось на ΔN < 0. Так как вероятность распада каждого ядра неизменна во времени, что число распадов будет пропорционально количеству ядер N(t) и промежутку времени Δt: ΔN = –λN(t) Δt.

Для практического использования закон радиоактивного распада удобно записать:N (t) = N0 · 2^–t/T. Где N0 – начальное число радиоактивных ядер при t = 0. Величина T называется периодом полураспада.

Величина T называется периодом полураспада.