Процесс распада подчиняется основному закону радиоактивного распада

Радиоактивность

По современным представлением ядро атомов состоит из протонов и нейтронов, назыв нуклонами.

р - протон

n нейтрон

Масса покоя свободного нуклона близка к 1 атм ед массы

Протон имеет заряд равный массе

Нейтрон заряда не имеет

Число протонов в ядре (Z) равно атомному номеру элемента, общее число

Ядра обозначаются _zX^А, где x - символ химического элемента

Большинство хим элементов имеют разновидности называемые изотопами.

Ядра изотопов имеют одинаковый атомный номер, но различаются по атомной массе, то есть содержит одинаковое число протонов, но разное число нейтронов.

₁Н¹, ₁Н², ₁Н³.

Нуклоны в ядре связаны особыми силами взаимодействия называемыми ядерными силами.

Основные свойства ядерных сил:

1 Они короткодействующие силы R -10^-13, 10^-12

2 Сильнодействующие, на несколько порядков сильнее всех известных в природе взаимодействий.

3 Зарядовая независимость

4 Имеют свойства насыщения, каждый нуклон взаимодействует только с ограниченным числом окружающих его нуклонов

По мере увеличения общего числа нуклонов в ядре, устойчивость ядра ослабляется, при этом может происходить самопроизвольный распад.

Радиоактивность, это свойства ядер определенных элементов самопроизвольно превращаться в ядра других элементов с испусканием особого рода излучения называемого радиоактивным. Наиболее известные альфа гамма и бета излучений.

Гамма излучение это электромагнитное излучение, кванты.

Все радиоактивные излучения:

1 Обладают фотохимическим действием

2 Вызывает ионизацию веществ через которые проходят

3 Вызывает свечения ряда твердых тел и жидкостей

Основные виды радиоактивности:

1Альфа распад

_ZX^A-> _z-2Y^a-4+₂a⁴

₈₈Ra²²⁶-> ₈₆Rn²²²+₂He⁴

_zX^A->_Z+1Y^A+_-1β⁰+v̅

Различают три вида бета распада

Электронный бета распад

Анти Нейтрино это мелкая частица

Позитронный бета распад:

_zX^A->_Z-1Y^A+_-1β⁰+v

Заключается в захвате ядром одного из внутренних электронов атома, при этом протон в ядре превращается в нейтрон.

₁p¹+_-1β⁰->₀n¹+v

Ядро образовавшиеся в результате альфа и бета распада находится в возбужденном состояние.

Возвращение возбужденного ядра в основное состояние приводит к испусканию квантов гамма излучения

Существует такой вид излучение как спонтанное деление.

Примером спонтанного деления может служить, деление ядер урана под действием тепловых нейтронов

Тяжелое ядро при захвате нейтрона может разделиться на две приблизительно равные части, которые называют осколками деления. Этот процесс сопровождается выделением огромной энергии.

Осколки деления на момент образования обладают избытком нейтронов. Нейтроны взаимодействуют с соседними ядрами вызывают реакцию деления, возникает цепная реакция деления.

Практическое применение этого вида радиоактивности, атомная энергетика и атомная бомба.

Процесс распада подчиняется основному закону радиоактивного распада.

За равные промежутки времени распадается одинаковая доля наличных (то есть не распавшихся к началу данного промежутка времени ядер данного элемента)

N=N₀e-λt

N0 - исходное число ядер

N - число не распавшихся ядер, данный момент времени t

λ это постоянная радиоактивного распада, зависит от элементов.

На практике часто используют такую характеристику как период полураспада, в течение

 

Прологарифмируем полученное выражение

Ln2= λT

Из этого выражение можно получить связь периода полураспада с постоянной радиоактивной распада.

Скорость распада называют активностью радиоактивного вещества.

A= -dN/dt

Активности зависит от постоянной распада и периода полураспада

A= λN=0,693N/T

Из законна радиоактивного распада следует что активность равна:

A= λN₀e^{- λT}

Единица измерения активности - Бк (Беккерль)

При активности 1 Бк, происходит 1 акт распада у сек

Чаще используют единицу активности Кюри (кю)

1 Кю равна 3,7*1010

Также используют единицу активности Резерфорд

1 рд 106 Бк

Радиоактивные изотопы применяются в медицине в диагностических и лечебных целях

Для диагностики часто используют гамма - топографию.

В организм вводится радиоактивный препарат способный накапливаться в определенных органах.

После этого производится сканирование пациента с помощью декторов радиоактивного излучения.

В местах скопления препарата дектор обнаруживает его наличие, это отображается на каком либо носители и получается карта распределения препарата в органе.

С лечебной целью радиоактивные препараты используются для уничтожение опухолевых клеток.

Радиоактивное излучение вызывает ионизацию клеток, образовавшиеся при этом активные соединения ряда химических реакций что приводит к гибели клеток.