Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Минералогия -> Бетехтин А.Г. -> "Минералогия" -> 54

Минералогия - Бетехтин А.Г.

Бетехтин А.Г. Минералогия — М.: Государственное издательство геологической литературы, 1950. — 956 c.
Скачать (прямая ссылка): betehtin1950mineralogy.pdf
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 545 >> Следующая


Итак, можно считать твердо установленным, что в строении атома принимают участие три основные частицы: протон и нейтрон в ядре и электрон в окружении ядра. Число протонов равно атомному номеру, а число нейтронов — разности между массовым числом (близким к атомному весу) и атомным номером.

Рассматривая периодическую систему элементов (см. табл. 1, стр. 28—29), легко видеть, что в первых рядах элементов числа протонов и нейтронов ядра атома обычно равны друг другу. По мере того как переходим к более тяжелым элементам, замечаем, что число нейтронов по сравнению с протонами постепенно возрастает (так полагается для достижения минимума энергии, а следовательно, и устойчивости ядра). В последнем ряду устанавливается уже весьма значительный избыток нейтронов по отношению к протонам. Например,

* Отношение тяжелого водорода (дейтерия) к обычному водороду (протию). E природной воде составляет 1 : 5000.

ядро тяжелого урана U238 содержит 92 протона и 146 нейтронов (238—92), а ядро изотопа U235 — на три нейтрона меньше (при том же числе протонов).

Эти последние элементы периодической системы обладают не вполне устойчивыми ядрами атомов. Для таких элементов весьма характерны явления так называемого радиоактивного распада, выражающиеся в непрерывном самопроизвольном испускании:

1) а-частиц, обладающих атомным номером 2 и массовым числом 4, т. е. атомов гелия; они выбрасываются с громадной скоростью и ионизируют воздух, т. е. делают его проводником электричества; испускание

этих частиц приводит к тому, что атом данного элемента последовательно превращается в атомы более легких элементов, причем атомный номер при вылете каждой а-частицы уменьшается на 2, а масса — на 4 единицы;

2) (3-частичек, равнозначных электронам; испускание одной такой частички, естественно, приводит к увеличению заряда ядра на единицу (при сохранении массового числа); следовательно, и атомный номер продукта превращения увеличивается на единицу;

3) т-лучей, представляющих собой электромагнитное излучение, подобное рентгеновским лучам.

Это самопроизвольное превращение атомов, сопровождающееся большим расходом энергии, протекает вне зависимости от внешних факторов (температуры и давления). Конечными продуктами, образующимися в результате последовательных испусканий о. и р-частиц, являются устойчивые изотопы свинца. Скорость распада образующихся промежуточных атомов колеблется в весьма широких пределах: от долей секунды до миллиардов лет. Время, необходимое для распада половины всего количества .атомов данного изотопа, называется «периодом полураспада». Оно для каждого изотопа постоянно.

Установлены три ряда последовательных радиоактивных превращений: 1) ряд урана, начинающийся с урана I U238 (фиг. 52), в котором, в числе промежуточных продуктов распада, образуется и радий с периодом полураспада 1600 лет; 2) ряд актиния, начинающийся с другого изотопа урана — U235 и включающий в числе промежуточных

Атомный номер (Z) и химический символ

Фиг. 52. Начальные участки трех рядов естественных радиоактивных превращений и искусственно полученные заурановые элементы — нептуний и плутоний

продуктов превращений актиний, и 3) ряд тория, начинающийся с изотопа Th232 *.

Радиоактивность минералов определяется по производимой ими ионизации воздуха, с помощью электроскопов (фиг. 53), ионизационных камер и различных систем счетчиков. Урансодержащие минералы, способные излучать химически активные f-лучи, оказывают также сильное воздействие на фотографическую пластинку. Этим пользуются для получения так называемых радиографии. С этой целью отполированный < образец руды в темной комнате или в ящике для проявления кладут на фотопластинку на определенное время. Активные лучи в светочувствительном слое производят обычное химическое действие. После проявления места сильного почернения будут указывать на наличие урансодержащих минералов. На позитивном изображении радиографии, т. е. на фотобумаге (фиг. 54), светлые участки будут отвечать минералам, богатым радиоактивными элементами, черные — минералам, не содержащим их.

Явлениями радиоактивного распада, протекающего в течение огромных периодов времени, пользуются при определении абсолютного геологического возраста различных пород, в которых в свое время образовались радиоактивные минералы. Это определение воз-, раста является возможным прежде] всего потому, что скорость распада каждого радиоактивного вещества не

только постоянна, но и не зависит ни от температуры, ни от происходящих химических реакций, ни от электризации. Вторым1 важным обстоятельством является то, что содержание конечных продуктов распада (гелия и свинца) минерала находится в прямой зависимости от времени, истекшего с момента образования. радиоактивных минералов. Возраст (T) по свинцу (1) и гелию (2) определяется по следующим формулам:

Фиг. 53. Универсальный электроскоп

Pb

U + 0.38Th Не

X 7.400 млн. лет

0)

(2)

Г= 07O8 + 0.295-Th Х 107 МЛН' ЛЄТ

По свинцу определяется максимальный возраст, так как часть свинца, в виде других изотопов, в породе может не являться результатом радиоактивного распада, а по гелию — минимальный возраст, так как часть гелия улетучивается из минерала (особенно, если минерал взят с небольшой глубины — в зоне выветривания).
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 545 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed