Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Вольхин В.В. -> "Общая химия. Избранные главы" -> 105

Общая химия. Избранные главы - Вольхин В.В.

Вольхин В.В. Общая химия. Избранные главы: Учебное пособие — Перм.гос.техн. ун-т. - Пермь, 2002. — 352 c.
ISBN 5-88151-282-0
Скачать (прямая ссылка): obshaya_himiya.pdf
Предыдущая << 1 .. 99 100 101 102 103 104 < 105 > 106 107 108 109 110 111 .. 155 >> Следующая

нуклида Sr, то нестабильность его ядер может быть связана с особо большим избытком нейтронов по сравнению с протонами в ядре. Этой же причиной можно объяснить нестабильность ядер нуклида 'jj Cs, в то время как нуклид 1Ц Cs относится к стабильным. Нет сомнений, что 2^41 Po является радиоактивным нуклидом, как и другие нуклиды этого элемента, поскольку атомный номер полония Z= 84,т.е. больше предельной величины, равной 83.
Комментарий. Обсуждение приведенных примеров показывает, что простые правила оценки стабильности ядер по их составу являются весьма полезными, но в некоторых случаях вывод может быть не вполне однозначным.
Если ядра элемента оказываются нестабильными, то они испытывают радиоактивный распад. Ознакомимся с основными типами радиоактивного распада.
Альфа-распад заключается в испускании из ядер а-частиц (2а), которые представляют собой ядра гелия 2Не2+. Скорость а-частиц составляет около 1/10 от скорости света (с - 3-108>//с). Проходя через вещества, ос-частицы выбивают электроны из молекул, при этом образуются «пары ионов» (обычно положительные ионы и электроны). Альфа-частица, испускаемая из ядра, в воздухе совершает пробег длиной 2,5-8,6 см и образует на своем пути (вдоль трека) около 105 пар ионов. В конденсированных фазах пробег а-частиц резко сокращается. Так, в воде длина пробега составляет лишь около 0,001 см. По мере уменьшения периода полураспада нуклидов энергия испускаемых ими частиц, как правило, возрастает. Соответственно увеличивается их проникающая способность в веществах.
При альфа-распаде атомный номер ядер уменьшается на 2 единицы, а масса -на 4 единицы, что выражается уравнением ядерного превращения.
JX->?Y+;a, (5.1)
где ^X- материнский нуклид, ^2 Y - дочерний нуклид.
Альфа-распад наиболее характерен для нуклидов тяжелых элементов при Z> 83.
Пример:
2J42 Pu -> Z U +'2'а.
248
В.В. Вольхин. Общая химия
Бета-распад - испускание из ядер высокоэнергетических электронов ле \ которые обычно обозначают _°?, или просто ?_. Скорость ?-частиц, испускаемых из ядер, составляет от 0,5 до 0,7 скорости света. Бета-частицы обладают большей проникающей способностью, чем а-частицы такой же энергии. Длина пути ?-частиц в воздухе около 1000 см, и при этом они производят примерно 40 пар ионов на каждый 1 см своего пути. Длина пробега ?-частиц в воде достигает 0,5 см.
При бета-распаде в ядре происходит превращение нейтрона в протон
',/+!,?+v, (5.2)
и из ядра выделяется бета-частица !, ? и антинейтрино v .
Нейтрино V и антинейтрино v - весьма необычные частицы: их масса покоя и заряд равны нулю.
Процесс бета-распада выражается уравнением
IX-> ^Y+!,?+v. (5.3)
У дочернего нуклида атомный номер на единицу больше, чем у материнского. Бета-распад стимулируется избытком нейтронов в ядре. Пример бета-распада:
1J1C-» 1JN + !,? H-V.
В результате выбрасывания из ядра !, ?-частицы избыток нейтронов по сравнению с количеством протонов в ядре понижается. Если оптимальное отношение нейтронов и протонов в ядре не достигается, то возможен ряд последовательных бета-распадов, который можно представить схемой
В ? ?"
1J61Ba -> 1JjLa -? 1JjCe -? 1J1JPr
18 мин 3,7 часа 28 дней
Цифры под стрелками выражают периоды полураспада (времена полупревращений) радионуклидов.
Гамма-излучение происходит тогда, когда нуклид, находящийся в метастабиль-ном состоянии, испускает избыточную энергию в форме у-кваитов (фотонов) высокой энергии и сам при этом переходит в более стабильное состояние, у-лучи являются одним из видов электромагнитного излучения и распространяются в открытом пространстве со скоростью света. Их проникающая способность значительно выше, чем у а- и ?-частиц. Чтобы уменьшить интенсивность у-лучей наполовину, нужно взять свинец толщиной примерно 1 см.
Процесс испускания метастабильным нуклидом :JX* у-излучеиия можно выразить уравнением
^х*-^х+;;у. (5.4)
Ядерные реакции
249
Поскольку у-кванты не несут заряда и не обладают измеряемой массой, то нуклид сохраняет атомный номер и массовое число.
Так, метастабильный технеций-99, который обозначают "4"3Тс (период полураспада 6,02 часа), переходит в низкоэнергетическое состояние, испуская у-квант. Происходит превращение
";;тс->^тс+:У.
Нуклиды в возбужденном состоянии типа А"уХ являются промежуточными продуктами радиоактивного распада. Например 994"3' Tc - продукт радиоактивного распада ^ Mo:
:>v^c+_°?+;.
На последующем этапе материнский нуклид "4"зТс переходит в более стабильный дочерний
нуклид 99Tc, испуская у-кванты. При детальном анализе этого перехода установлено, что происходит он двумя параллельными путями согласно схеме Y'
99т
43Тс
-^l-
99
43Тс ,
где символы у', у", у'"выражают испускаемые у-кванты. Испускание у-лучей в форме дискретных порций энергии отражает внутреннюю структуру ядра.
Позитронный распад - испускание ядрами позитронов ° е+, которые обозначают также символом ° ? +. Позитронный распад сопровождается переходом в ядре протона в нейтрон:
;/->>°+V + v, (5.5)
где V - нейтрино.
Общее уравнение позитронного распада имеет вид
Предыдущая << 1 .. 99 100 101 102 103 104 < 105 > 106 107 108 109 110 111 .. 155 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed