Логин:   Пароль:  

Соцсети





Основания для кроватей купить ортопедические решетки для кроватей.

Автор:
Написал: Amro Дата: 25-Мар-2010
Изучение радиоактивности убеждает нас в том, что радиоактивные излучения испускаются атомными ядрами радиоактивных элементов. Это очевидно в отношении a-частиц, так как в электронной оболочке их просто нет. Ядерное происхождение b-частиц доказывается химическими опытами. Если b-частицы испускаются ядрами, то b-радиоактивность должна приводить к изменению химической природы атома. В самом деле, b-электрон уносит из ядра единицу отрицательного заряда, т. е. увеличивает положительный заряд ядра на единицу. Ядро будет удерживать вокруг себя уже не Z, a Z+1 электронов; радиоактивный атом превратится в атом следующего по порядку элемента периодической системы. И действительно, химические исследования обнаружили, что в веществах, испускающих b-излучение, накапливаются атомы элемента с порядковым номером, на одну единицу превышающим порядковый номер b-излучателя.

Испускание a-частиц также изменяет заряд ядра и потому также должно приводить к изменению химической природы радиоактивного атома. Это предсказание полностью подтверждается опытами.

Итак, испуская a- и b-излучение, атомы радиоактивного элемента изменяются, превращаясь в атомы нового элемента.

В этом смысле испускание радиоактивных излучений называют радиоактивным распадом. Различают a-распад — испускание a-частиц, и b-распад — испускание b-частиц.

Так как a-частица уносит положительный заряд в две единицы и массу в четыре единицы, то в результате a-распада радиоактивный элемент превращается в другой элемент, порядковый номер которого на две единицы меньше, а массовое число на четыре единицы меньше. Масса b-частицы ничтожно мала по сравнению с атомной единицей массы; поэтому испускание b-частицы не изменяет массового числа ядра. Следовательно, в результате b-распада радиоактивный элемент превращается в элемент с порядковым номером, на единицу большим и с тем же массовым числом.

Эти правила, указывающие смещение элемента в периодической системе, вызванное распадом, называются правилами смещения.

Радиоактивный распад вызывает непрерывное уменьшение числа атомов радиоактивного элемента. В случае урана, тория и радия скорость распада настолько мала, что уменьшение числа атомов этих элементов неощутимо даже за промежуток времени в несколько лет. Существует, однако, большое число быстрораспадающихся радиоактивных элементов. Рассмотрим, например, b-радиоактивный изотоп висмута с массовым числом 210, так называемый RaE (радий Е). RaE выделяется из радия, в котором присутствует в крайне малых количествах. Ничтожные по массе количества RaE легко обнаруживаются по интенсивному b-излучению. Измеряя периодически с помощью газоразрядного счетчика число b-частиц, испускаемых препаратом RaE в единицу времени, мы обнаружим, что это число постепенно уменьшается. График спадания активности со временем приведен на рис. 388. Как видно из графика, по истечении 5 суток активность RaE равна 1/2начальной, через 10 суток — 1/4 начальной, через 15 суток — 1/8 начальной и т. д. За каждые 5 суток активность уменьшается вдвое. Но для того, чтобы уменьшить активность вдвое, достаточно разделить препарат пополам. Следовательно, число атомов RaE уменьшается вдвое за каждые 5 суток. Интервал времени, в течение которого распадается половина атомов радиоактивного вещества, носит название периода полураспада. Таким образом, вещество, распад которого изображен на рис. 388, имеет период полураспада 5 суток. Пусть в начальный момент (t=0) число атомов радиоактивного вещества равно N0. Период полураспада этого вещества обозначим Т. По истечении n периодов полураспада, т. е. в момент t=nT, число нераспавшихся атомов равно, очевидно,

Рис. 388. График спадания активности А радиоактивного вещества RaE со временем

a-распад ядра 23892U приводит, согласно правилам смещения, к образованию ядра с зарядом 92—2=90 и массовым числом 238—4=234, т. е. изотопа тория 23490Th. Этот изотоп тория, называемый иначе UX1 (уран-икс-один), также оказывается радиоактивным веществом испускающим b-частицы. Продуктом b-распада 23490Th оказывается 23491Pa — изотоп элемента протактиния с атомной массой 234, называемый иначе UX2. Этот изотоп опять-таки радиоактивен и т. д. Цепочка последовательных продуктов распада урана, так называемое радиоактивное семейство урана, изображена на рис. 389. Только после 14 следующих друг за другом распадов атом урана превращается в нерадиоактивный или, как говорят, стабильный изотоп свинца 20682Pb.

Распад урана приводит в конечном счете к накоплению свинца. И действительно, урановые руды всегда содержат свинец. В урановых рудах накапливаются, конечно, и все промежуточные продукты цепи распада урана. Радий является пятым продуктом в этой цепи. RaE, о котором шла речь выше,— седьмой продукт в цепи распада радия. Первым потомком радия является Rn — радиоактивный инертный газ радон (называемый иногда эманацией радия).

Накопление радиоактивных продуктов превращения ограничивается их распадом. Чем меньше период полураспада вещества, тем быстрее оно распадается и тем меньше его содержание в материнском веществе (уране или радии).

Всякое радиоактивное превращение связано, как мы знаем, с испусканием либо a-, либо b-частицы. Некоторые превращения сопровождаются еще и g-излучением. Сюда относится, например, превращение RaC в RaC\' (рис. 389).

Помимо семейства урана, в природе существуют еще два радиоактивных семейства. Родоначальником одного из них является торий, родоначальником другого — редкий изотоп урана 23592U.





Комментарии: (0) Рейтинг:
Пока комментариев нет
2006-2015г. © Научно-Образовательный портал "Вся Физика"
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Вся Физика"
Страница создана за 0.055 секунды