Рейтинг: 5/5
Брой дезинтегриращи времето изтича радиоактивни ядра в пробата на материал е пропорционален на общия брой ядра на радиоактивен елемент, съответстващ на тази проба.
Повечето атомни ядра нестабилна. Рано или късно те ще автоматично (или, както физиката, спонтанно), разделена на по-малки ядра и елементарни частици, които се наричат дъщерни продукти от разпада или елементи. Дезинтрегриращи частици обикновено наричат изходни материали или родители. Ни познати химикали (желязо, кислород, калциеви, и така нататък. P.) има най-малко един стабилен изотоп. (Изотопи се наричат разновидности на химичен елемент със същия брой протони в ядрото - е броя на протоните, съответстващи на поредния номер на елемент - но различен брой неутрони.) Фактът, че тези вещества са добре известни на нас, показва тяхната стабилност - което означава, че те живеят достатъчно дълго, за да се натрупват в големи количества в природата, не се бяха разделили на компоненти. Но всеки един от природните стихии са нестабилни изотопи - могат да бъдат получени в хода на ядрени реакции, но те не живеят дълго, техните ядра, най-бързо разпадащи се.
Ядрена разпад на радиоактивни елементи или изотопи може да се появи в три основни пътища и съответните реакции на разпадане ядрени споменати първите три букви от гръцката азбука. Когато алфа-разпад се освобождава хелий атом, състояща се от два протона и два неутрона, - той обикновено се нарича алфа-частиците. Тъй като алфа-разпад води до намаляване на броя на положително заредена протон в атомът на второ сърцевината излъчват алфа частица се превръща в основен елемент, две разположени позиция надолу по веригата от него в периодичната система. Когато бета-разпад ядро отделя електрон и елемент се придвижва с една позиция напред на периодичната таблица (в този случай, по същество, неутрон се превръща в протон от това на емисията на електрони). Накрая, гама гниене - на затихване на ядра с радиация с висока енергия фотон, които се наричат гама лъчи. В този случай, ядрото губи енергия, но на химичния елемент не се променя.
Въпреки това, самият факт, че нестабилността на определен изотоп на химичния елемент не е да се каже, че, като се обединят няколко ядра на този изотоп, можете да получите представа за едновременното им разпад. В действителност, разпадането на ядрото на радиоактивен елемент, е малко по-подобен на процеса на готвене житото в производството на пуканки: зърно (нуклоните) са отстранени от "кочан" (ядро) един по един, в напълно непредсказуем начин, докато всички падне. Законът, който описва реакцията на радиоактивното разпадане, всъщност, само се посочва този факт: за определен период от време радиоактивно ядро излъчва редица нуклоните е пропорционална на броя на нуклоните останалите в състава му. Това означава, че повече зърно-нуклон все още остава в "недопечено" кочан-ядрото, толкова повече те се открояват за определен период от време "готвене". Когато превода на тази метафора на езика на математически формули, ние получаваме уравнение, описващо радиоактивното разпадане:
където DN - брой на нуклоните от ядрото към общия брой N на нуклоните в DT време. λ - експериментално определена постоянна радиоактивност на веществото. Горният емпирично уравнение е линейна диференциално уравнение, чието решение е следната функция описва броя на нуклоните в останалата част на ядрото по време на т:
където N0 - броят на нуклоните в ядрото на началния момент на наблюдение.
Постоянно радиоактивност, като по този начин, определя колко бързо разпадане на сърцевината. Въпреки това, експериментални физици обикновено не го измерват, както и така наречените половин работен ден, ядрото (т.е. периода, през който тестовата ядрото излъчва половината съдържащата се в нея нуклоните). Различните изотопи на различни полуразпад на радиоактивните вещества варира (в пълно съответствие с теоретичните прогнози) на милиардни от секундата, за да милиарди години. Това означава, че част от ядрото живее почти завинаги, а някои попадат буквално веднага (тук е важно да се помни, че в края на половин работен ден, е половината от общото тегло на изходния материал, след като двете половини периоди - една четвърт от теглото си, след три полуразпада периоди - една осма, и т.н. . г.).
Що се отнася до появата на радиоактивни елементи, те се раждат по различни начини. По-специално, йоносферата (горен слой разреден атмосфера) подлага на постоянен бомбардиране на Земята от космическите лъчи, съставени от частици с висока енергия (вж. Елементарните частици). Под влияние на техните дълъг живот атоми и разделяне в нестабилни изотопи: по-специално, стабилността на азот-14 в атмосферата непрекъснато се образува лабилна въглерод-14 изотоп с 6 протоните и неутроните в ядрото 8 (виж радиометричното датиране.).
Но по-горе случай - по-скоро екзотично. Много по-често радиоактивни елементи са оформени в реакциите на верига ядрено делене. Наречена е така, поредица от събития, в които първоначалният ( "майка") ядрото се разделя на две "дете" (също радиоактивни), тези, които на свой ред - .. Yadra- четири "внучката" и т.н. Процесът продължава, докато докато те се получават стабилни изотопи. Като пример, да изотопа уран-238 (92 протони + 146 неутрони) с време на полуживот от около 4.5 Ga. Този период е, между другото, е приблизително равна на възрастта на нашата планета, което означава, че около половината от уран-238 от първичния материал формиране на земята все още се съхранява в набора от елементи земята природата. 238 се превръща в торий-234 (144 + 90 протони или неутронно), който полуживот е 24 дни. Торий-234 се превръща в паладий-234 (91 + протонната неутронен 143) с полуживот 6 часовници - .. и т.н. След повече от десет стъпки гниене получава накрая стабилен олово 206 изотоп.
За радиоактивното разпадане може да се говори много, но трябва да се подчертае, няколко точки. На първо място, дори ако вземем като изходен материал чиста проба от част от радиоактивния изотоп, той ще бъде разделен на различни компоненти, а скоро и ние неизбежно ще се получи "букет" от различни радиоактивни вещества с различни атомни маси. От друга страна, естествено верига от реакции ядрен синтез ни успокояват, в смисъл, че радиоактивността - явление, естествено, има много преди човек, и не е необходимо да се вземат грях и вини само една човешка цивилизация, че светът има фоново излъчване. 238 са съществували на Земята от самото му създаване, изгнили, разложен - и ще се разпадне и атомни електроцентрали да ускорят този процес, в действителност, в частта на сто; така че няма конкретни вредни последици, в допълнение към това, което се осигурява от природата, те имат не е нужно.
И накрая, неизбежността на радиоактивния разпад на атомно изпълнен с потенциални проблеми, както и с възможностите за човечеството. По-специално, в верига образува радон-222 238-уран реакции ядрени разпад - благороден газ е безцветен, без мирис и вкус, не влиза в всяка химическа реакция, тъй като не е в състояние да образува химически връзки. Този инертен газ. и то буквално излъчва от дълбините на нашата планета. Обикновено, това не оказва никакво влияние върху нас - просто се разтваря във въздуха и ще остане там в ниски концентрации, все още не се разпада дори по-леки елементи. Въпреки това, ако радон е безвреден дълго в задушен стаята, а след това с течение на времето тя ще започне да се натрупват неговите продукти от разпада - и те са вредни за човешкото здраве (при вдишване). Ето как ние се така наречената "радон проблема."
От друга страна, радиоактивните свойства на химични елементи и донесе значителни ползи за хората, ако подходим разумно. Радиоактивни фосфор, по-специално, е вече въведени в модел инжектиране за получаване на рентгенови костни фрактури. Нейната степен на радиоактивност е минимален и не вреди на здравето на пациента. Въвеждане на костната тъкан на тялото, заедно с конвенционално фосфор, той излъчва достатъчно, за да ги заключите в оборудването светлочувствителен и да правите снимки на счупена кост само вътре лъчи. Хирурзите, съответно, са в състояние да работят с съединение фрактура не сляпо и случайно, а разглеждането на структурата на фрактура в аванс на тези изображения. Като цяло, употребата на радиография в областта на науката, инженерството и медицината да се изброи. И те всички работи на същия принцип: химическите свойства на атом (в действителност, свойствата на външната обвивка електрон) позволяват да се определи вещество до определена химична група; След това, с помощта на химичните свойства на веществото, като се доставят атом "на правилното място", а след това, като се използва свойството на ядрата на елемента на гниене в строго съответствие с установените закони на физиката "графика", се записват продуктите от разпада.
Свързани статии