Процесс естественного радиоактивного распада

Некоторые природные радиоактивные изотопы нестабильны: их ядра распадаются, подвергаясь ядерному распаду. Иногда продукт этого ядерного распада сам по себе нестабилен и тоже подвергается ядерному распаду.

Например, когда U-238 (один из радиоактивных изотопов урана) первоначально распадается, он производит Th-234, который распадается до Pa-234. Распад продолжается до тех пор, пока, наконец, после 14 этапов не образуется Pb-206. Pb-206 стабилен, и последовательность или последовательность распада прекращается.

как укрепить колено после растяжения связок

В ядре положительно заряженные протоны сталкиваются в чрезвычайно маленьком объеме пространства. Все эти протоны отталкиваются друг от друга. Силы, которые обычно удерживают ядро ​​вместе, иногда не справляются с этой задачей, и ядро ​​распадается на части, подвергаясь ядерному распаду.



Все элементы с 84 и более протонами нестабильны; со временем они разрушаются. Другие изотопы с меньшим количеством протонов в ядре также радиоактивны. Радиоактивность соответствует отношению нейтрон / протон в атоме:

  • Если отношение нейтрон / протон слишком велико (слишком много нейтронов или слишком мало протонов), то говорят, что изотоп богатый нейтронами и поэтому нестабилен.

  • Если отношение нейтрон / протон слишком низкое (слишком мало нейтронов или слишком много протонов), изотоп нестабилен.

Отношение нейтронов / протонов для определенного элемента должно находиться в определенном диапазоне, чтобы элемент был стабильным. Вот почему одни изотопы элемента стабильны, а другие радиоактивны.

Есть три основных способа распада естественных радиоактивных изотопов:

  • Эмиссия альфа-частиц

  • Эмиссия бета-частиц

  • Эмиссия гамма-излучения

Кроме того, существует пара менее распространенных типов радиоактивного распада:

сублингвальные побочные эффекты b12
  • Позитронное излучение

  • Электронный захват

Альфа-излучение

An альфа-частица определяется как положительно заряженная частица ядра гелия. Альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов, поэтому ее можно представить как атом гелия-4. Когда альфа-частица отрывается от ядра радиоактивного атома, у нее нет электронов, поэтому она имеет заряд +2. Следовательно, это положительно заряженная частица ядра гелия.

Но электроны в основном свободны - их легко потерять и легко получить. Обычно альфа-частица показана без заряда, потому что она очень быстро захватывает два электрона и становится нейтральным атомом гелия вместо иона.

Крупные тяжелые элементы, такие как уран и торий, склонны к альфа-излучению. Этот режим распада освобождает ядро ​​от двух единиц положительного заряда (два протона) и четырех единиц массы (два протона + два нейтрона). Каждый раз, когда испускается альфа-частица, теряются четыре единицы массы.

Радон-222 (Rn-222) - еще один излучатель альфа-частиц, как показано в следующем уравнении:

image0.png

Здесь Радон-222 подвергается ядерному распаду с выделением альфа-частицы. Другой оставшийся изотоп должен иметь массовое число 218 (222-4) и атомный номер 84 (86-2), что определяет элемент как полоний (Po).

Бета-эмиссия

К бета-частица по сути, электрон, испускаемый ядром. Йод-131 (I-131), который используется для обнаружения и лечения рака щитовидной железы, является излучателем бета-частиц:

image1.png

Здесь йод-131 испускает бета-частицу (электрон), оставляя изотоп с массовым числом 131 (131-0) и атомным номером 54 (53 - (-1)). Атомный номер 54 определяет элемент как ксенон (Xe).

Обратите внимание, что массовое число не меняется при переходе от I-131 к Xe-131, но атомное число увеличивается на единицу. В ядре йода нейтрон преобразовался (распался) в протон и электрон, и электрон испустился из ядра как бета-частица.

цены на антибиотики z pack

Изотопы с высоким отношением нейтрон / протон часто подвергаются бета-излучению, потому что этот режим распада позволяет уменьшить количество нейтронов на один и количество протонов увеличить на один, тем самым снижая отношение нейтрон / протон.

Гамма-излучение

Альфа- и бета-частицы обладают характеристиками материи: они имеют определенную массу, занимают пространство и так далее. Однако, поскольку нет никакого изменения массы, связанного с гамма-излучением, вы можете называть гамма-излучение как гамма-излучение .

Гамма-излучение похоже на рентгеновское - высокоэнергетическое коротковолновое излучение. Гамма-излучение обычно сопровождает как альфа-, так и бета-излучение, но обычно не проявляется в сбалансированной ядерной реакции.

Некоторые изотопы, такие как кобальт-60 (Co-60), испускают большое количество гамма-излучения. Co-60 используется при лучевой терапии рака. Медицинский персонал фокусирует гамма-лучи на опухоли, тем самым разрушая ее.

Позитронное излучение

Хотя излучение позитронов не происходит с радиоактивными изотопами природного происхождения, оно действительно происходит в некоторых изотопах, созданных человеком. А позитрон по сути, электрон, который имеет положительный заряд вместо отрицательного.

Позитрон образуется, когда протон в ядре распадается на нейтрон и положительно заряженный электрон. Позитрон затем испускается из ядра. Этот процесс происходит в нескольких изотопах, таких как Калий-40 (K-40), как показано в следующем уравнении:

image2.png

К-40 излучает позитрон, оставляя элемент с массовым числом 40 (40-0) и атомным номером 18 (19-1). Образуется изотоп аргона (Ar) Ar-40.

Электронный захват

Электронный захват представляет собой редкий тип ядерного распада, при котором электрон с самого внутреннего энергетического уровня захватывается ядром. Этот электрон соединяется с протоном, образуя нейтрон. Атомный номер уменьшается на единицу, но массовое число остается прежним.

Следующее уравнение показывает электронный захват полония-204 (Po-204):

image3.png

Электрон соединяется с протоном в ядре полония, создавая изотоп висмута (Bi-204). Захват 1s-электрона оставляет вакансию на 1s-орбиталях. Электроны падают вниз, чтобы заполнить вакансию, высвобождая энергию в рентгеновской части электромагнитного спектра.

для чего прописан валиум