Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. Давайте вернемся к тому, чем мы закончили предыдущую лекцию. Мы с вами выяснили, что структура радиоактивного излучения не простая. Радиоактивное излучение, т.е излучение испускаемое радиоактивными элементами, которые еще называют радионуклидами - радиоактивными элементами. Эта структура состоит из трех компонентов:
- альфа частицы - как мы уже знаем, это ядра гелия.
- бета частицы - это быстрые релятивистские электроны, скорость которых близка к скорости света
- гамма излучение - излучение у которого оказывается двойственная природа, как и у света и у других электромагнитных излучений.
И так три вида излучения: альфа, бета и гамма.
Альфа частицы несут на себе заряд и меняют массу ядра. Почему ядра? Потому что в электронной оболочке альфа частиц нет. Об этом думал Резерфорд, когда пытался разобраться, что же из себя представляет радиоактивность. И так альфа частицы вылетают из ядра.
Бета частицы - электроны, тоже вылетают из ядра, потому что если бы они вылетали из электронной оболочки, то атом бы превращался бы в ион. А оказывается, что вместо этого меняется зарядовое число. Кроме того, Резерфорд обратил внимание вот на что. Если мы имеем дело с солями одного и того же радиоактивного вещества, например хлоридами или бромидами урана или каких-нибудь соединений тория, абсолютно не важно в состав какого химического соединения входит радионуклид. Количество испускаемых в единицу времени радиоактивных частиц определяется исключительно тем сколько в образце атомов тория, независимо от того, что там кроме тория еще есть...хлор, бром или что-то еще. Это опять говорит о том, что радиоактивное излучение связано с превращениями в ядрах. Кроме того, мы уже говорили о том, что радий обладает энергией. Грамм радия за час выделяет столько энергии, что способен расплавить грамм льда и даже остается запас, при этом выделяется энергии больше, чем 05 кДж, а для того, чтобы расплавить грамм льда достаточно 330 Дж, причем, годами. 330 Дж выделяется за час, но радий выделяет эту энергию годами и ни о какой химической энергии речи идти не может, такие масштабы выделяемой энергии радием. И опять-таки Резерфорд делает вывод о том, что все что происходит при радиоактивном излучении - это процессы, происходящие внутри ядер. Ну а раз вылетают заряженные частицы, то следовательно должен появляться новый химический элемент, при радиоактивном распаде. И было доказано, что так оно и происходит. Впервые это доказали Содди и Резерфорд. Фредерик Содди - это английский ученый, коллега Резерфорда и они вместе доказали это следующим образом.
Радиоактивность - это способность ядер некоторых элементов самопроизвольно превращаться в ядра других элементов с одновременным испусканием микрочастиц.
Изменение ядер описывается двумя правилами: правилами смещения, которые описывают альфа и бета распад.
Первое правило Содди - при альфа распаде нуклонное число уменьшается на четыре единицы, протонное число - на две единицы, при этом химический элемент, смещается на две клетки к началу Периодической системы.
Теперь давайте перейдем ко второму правилу Содди...
Второе правило Содди - при бета распаде нуклонное число ядра остается неизменным, а протонное число увеличивается на единицу, при этом химический элемент смещается на одну клетку к концу периодической системы.
Как правило, те ядра, которые получаются при альфа и бета распаде тоже являются радиоактивными, об этом чуть позже, а еще осталось вспомнить о гамма излучении...Сразу хочется сказать, что гамма распада не существует. Гамма лучи испускаются, но при этом не происходит изменения в ядрах. И мы уже говорили на прошлых лекциях, что испускание гамма излучения связано с тем, что ядро сбрасывает лишнюю энергию в виде энергии этого излучения. Ну а теперь давайте вернемся к альфа и бета распаду... При альфа и бета распаде образуются новые химические элементы и они, как правило, тоже радиоактивны, но всегда существует какой-то последний элемент...один превращается в другой, другой в третий и т.д...но есть какой-то последний элемент. И вот совокупность последовательно превращающихся друг в друга элементов называется радиоактивным рядом или радиоактивным семейством.
А может быть больше, чем четыре радиоактивных семейств? Допустим, у нас был какой-то элемент, например, уран. Когда из него вылетает альфа частица, то его массовое число уменьшается на четыре. Значит, это новое ядро принадлежит тому же радиоактивному семейству. Внутри этого семейства массовое число может уменьшаться только на четыре, потому что при бета распаде массовое число не изменяется. В любых семействах массовое число может изменятся только на четыре единицы, поэтому этих семейств не может быть больше четырех. У нас семейства начинаются с таких нуклонных чисел: 238, 232, 235 и 237 и можно записать такие формулы...
И так мы определили каким образом происходит распад элементов в радиоактивных семействах, а в каких последовательностях это происходит заранее сказать нельзя, но исследования показали, что, например, семейство урана ведет себя следующим образом.
А как можно определить сколько альфа и бета распадов произошло начиная от родоначальника семейства и заканчивая самым последним потомком ряда? Давайте разбираться на примере...
А теперь давайте потренируемся на примерах... И так первая задача на определение ядра, которое образовалось после бета распада ядра атома радия.
Следующая задача на определение ядра, которое образовалось после альфа распада ядра атома радона.
Следующая задача на определение материнского ядра из которого после двух последовательных бета распадов образовалось ядро тория.
И последняя задача на определение количества альфа и бета распадов, произошедших при радиоактивном превращении ядра тория в ядро висмута.
На этом мы эту лекцию закончим.
Если тебе понравилось, пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.