Состав, строение и превращение атомных ядер. Искусственная радиоактивность. Использование ядерных превращений.
Ядра атомов всех химических веществ состоят из протонов(p) и нейтронов(n), которые являются двумя различными зарядовыми состояниями одной частицы, называемой нуклоном.
Протон представляет собой ядро простейшего атома – атома водорода, является стабильной частицей, время его жизни 
лет.
Нейтрон в свободном состоянии нестабилен – самопроизвольно распадается, превращаясь в протон, испуская электрон( 
) и еще одну частицу – антинейтрино ( 
) с периодом полураспада 12-15 минут.Распад происходит по схеме 
.
Число нуклонов в ядре называется массовым числом A. По определению A = Z + N, где Z – число протонов, N– число нейтронов. Число протонов определяет общий заряд ядра (Ze). Атом электрически нейтрален. Из этого следует, что число протонов в ядре должно быть равно числу электронов, т.е. порядковому номеру элемента в периодической таблице Д. И. Менделеева.Поэтому Zназывают атомным номером ядра.
Для обозначения различных ядер используют условную запись 
, где X– символ химического элемента.
Ядра с одинаковым числом протонов Zи различным числом нуклонов Aназываются изотопами.
При α-распаде радиоактивное ядро испускает α-частицу, представляющую собой ядро атома гелия, имеющую двойной положительный заряд и четыре атомные единицы массы, и превращается в ядро, электрический заряд которого меньше первоначального на две единицы, а массовое число меньше первоначального на четыре единицы. Такой процесс распада характерен для ядер элементов, расположенных в конце Периодической таблицы Менделеева.
|
|
|
При β-распаде ядра один из его нейтронов превращается в протон или наоборот, при этом испускается электрон (е-) или позитрон (е+). В зависимости от этого распад будет называться электронным или позитронным. В результате β-распада массовое число ядра остается без изменения, а заряд увеличивается или уменьшается на единицу, ядро исходного элемента превращается в ядро с порядковым номером на единицу больше или меньше, чем у исходного.Испускаемые при β-распаде электроны и позитроны называют β-частицами.
Электронный захват. У некоторых радионуклидов атомное ядро захватывает электрон с ближайшей к нему К-оболочки. В результате захвата электрона один из протонов ядра превращается в нейтрон, массовое число ядра остается без изменения, а заряд уменьшается на единицу, т. е. порядковый номер элемента уменьшается на единицу, как и при позитронномβ-распаде. Процесс захвата электрона с К-оболочки атома иногда называют К-захватом.
Гамма-излучение (g-излучение) представляет собой коротковолновое излучение с длиной волны, не превышающей 
м. Гамма-излучение испускается при переходах между возбуждённым состоянием атомных ядер, при ядерных реакциях, при взаимодействиях и распадах элементарных частиц.
|
|
|
Искусственная радиоактивность — распад изотопов, полученных искусственным путем (в результате ядерных реакций).
Ядра, обладающие искусственной радиоактивностью, получают путем бомбардировки стабильных ядер тяжелыми частицами: а-частицами, нейтронами, реже протонами и др. При этом ядерные превращения происходят в два этапа. Сначала бомбардирующая частица, попадая в ядро, вызывает его превращение в промежуточное нестабильное (радиоактивное) ядро. Затем образовавшееся радиоактивное ядро самопроизвольно испускает частицу и превращается либо в стабильное, либо в новое радиоактивное ядро.
Принципиального различия между естественной и искусственной радиоактивностью нет, и законы радиоактивного превращения в обоих случаях одинаковы.
Область применения ядерных реакций очень обширна. В настоящее время ядерные реакции применяются в следующих областях деятельности человечества:
· Энергетика
· Военная сфера
· Синтез новых элементов
· Медицина
· Научные исследования
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 360; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!