22. Ядерное излучение и понятие о ядерных реакциях.

Линейный размер атома 10^-8 см, линейный размер ядра 10^-12 -10^-13 см

Атом химического элемента характеризуется атомными номером Z-элемента и массовым числом-A.(А-суммарное число протонов и нейтронов в ядре данного атома, Z-число-нейтронов)

Атомы ядра, которые состоят из одинакового числа потоков, различного числа нейтронов, называются изотопами.

Энергия связи электрона в атоме тем меньше, чем на более удаленной от ядра оболочке находится электрон. Если 1 или несколько электронов оторвать от оболочки, то происходит ионизация атома, который становится положительно заряженным. Если энергия внешнего воздействия не достаточно для ионизации атома, то электрон может перейти на более удаленную от ядра оболочку. Такой атом будет возбужденным. При переходе в некоторое возбужденное состояние. Избыток энергии испускается в виде 1 или нескольких квантов фотонного излучения. Устойчивость атомного ядра обусловлена действующими между нуклонами ядерными силами притяжения.

На расстояниях порядка размера ядра (10^-12см) ядерные силы во много раз превосходят кулоновские силы (отталкивание одноименных зарядов). Эта особенность ядерных сил обуславливает плотную упаковку протонов и нейтронов в ядре. Плотность ядерного вещества достигает 116 млнт/см³. Энергия связи частиц в ядре составляет несколько млн.электрон.вольт, что превышает энергию связи электрона в атоме.

С увеличением атомного номера элемента в большей степени начинает проявлятся разрыхляющее действие протонов.поэтому в ядрах тяжелых атомов наблюдается избыток нейтронов, когда протонами, что увеличивает эффект кулоновских сил отталкивания.

У элементов Z>82 ядерные силы уже не способны обеспечить полную устойчивость ядер. В результате происходит процесс внутренней перестройки ядер.

Радиоактивностью называется процесс спонтанного перехода атомных ядер из менее устойчивого состояния в более устойчивое. Причем устойчивость ядер атома обеспечивается при вполне определенном соотношении протонов и нейтронов в ядре. Для ядер атомов начало и середина периодической системы является оптимальным равенство протонов и нейтронов входящих в состав ядра. Если это равенство уменьшить, то процесс радиоактивности можно наблюдать и у атомов Z<82.

При радиоактивном разряде испускаются альфа и бета частица. Альфа частица-это поток ядер гелия. Ядро гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов. Бета частицы-это поток электронов или позитронов. Данному радионуклиду присущи определенный тип распада. В результате распада число протонов в ядре уменьшается на 2 единицы и на 2 единицы уменьшается число электронов.

Вылет из ядра электрона, связан с превращением 1 из нейтронов ядра в протоне. В результате число протонов увеличивается на 1. При вылете из ядра происходит превращение одного из протонов в нейтрон.

Альфа распад присущ в основном радионуклидам Z>82 ядра таких радионуклидов состоят из большого числа протонов и нейтронов.

В некоторых случаях ядро образующиеся в процессе радиоактивности может оказаться в возбужденном состоянии.

Переход ядра в не возбужденное состоянии сопровождается испусканием гамма излучений.

Гамма излучения- это поток не заряженных частиц- фотонов, скорость их распространения близка к скорости света 300000 км/с. При перестройке электронных оболочек, т.е при переходе атомов или молекул из возбужденного состояния в не возбужденное испускается видимый свет, инфракрасное, ультрафиолетовое и рентгеновское излечение т.е. это перестройка атомов или молекул. Нейтронное излучение образуется при распаде тяжелых элементов таких как уран. Изотопы которые образуются в результате ядерных превращений являются не стабильными, служат источником бета и гамма лучей, многократно переходят в процессе излучения в различные химические элементы с образованием ряда дочерних продуктов. Таким образом образуются два вида ионизирующих излучений: 1) излучения состоящие из частиц альфа, бета и нейтронное излучение. 2) излучения имеющие волновой характер-гамма и рентгеновское излучение.