yang Νόμος διατήρησης της μάζας - Η μάζα των ουσιών που εισέρχονται σε μια χημική αντίδραση είναι ίση με τη μάζα των ουσιών που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης

Η ατομική-μοριακή θεωρία αναπτύχθηκε από τον M.V. Lomonosov το 1741. Οι κύριες διατάξεις του νόμου:

1) όλες οι ουσίες αποτελούνται από "σωμάτια" (μόρια).

2) τα μόρια αποτελούνται από "στοιχεία" (άτομα).

3) τα σωματίδια - μόρια και άτομα - βρίσκονται σε συνεχή κίνηση. Η θερμική κατάσταση των σωμάτων είναι το αποτέλεσμα της κίνησης των σωματιδίων τους.

4) τα μόρια των απλών ουσιών αποτελούνται από πανομοιότυπα άτομα και τα μόρια σύνθετες ουσίεςαπό διαφορετικά άτομα. Το ατομικό-μοριακό δόγμα καθιερώθηκε τελικά το 1860.

Παυξητικές ουσίες- ουσίες που αποτελούνται αποκλειστικά από άτομα ενός χημικού στοιχείου, σε αντίθεση με σύνθετες ουσίες. Ανάλογα με τον τύπο χημικός δεσμόςμεταξύ ατόμων απλές ουσίεςμπορεί να είναι μέταλλα(Na, Mg, Al, Bi, κ.λπ.) και αμέταλλα(H 2, N 2, Br 2, Si, κ.λπ.)

Χημικό στοιχείο- ένα σύνολο ατόμων με το ίδιο πυρηνικό φορτίο και τον ίδιο αριθμό πρωτονίων, που συμπίπτει με τον τακτικό (ατομικό) αριθμό του περιοδικού πίνακα. Κάθε χημικό στοιχείο έχει το δικό του όνομα και σύμβολο, τα οποία δίνονται στον Περιοδικό Πίνακα Στοιχείων του Mendeleev.

Ο νόμος της σταθερότητας της σύνθεσης - οποιαδήποτε συγκεκριμένη χημικά καθαρή ένωση, ανεξάρτητα από τη μέθοδο παρασκευής της, αποτελείται από το ίδιο χημικά στοιχεία

Ο νόμος των πολλαπλών αναλογιών είναι ένας από τους στοιχειομετρικούς νόμους της χημείας: εάν δύο στοιχεία σχηματίζουν περισσότερες από μία ενώσεις μεταξύ τους, τότε οι μάζες ενός από τα στοιχεία ανά την ίδια μάζα του άλλου στοιχείου,

αντιμετωπίζονται ως ακέραιοι, συνήθως μικροί.

Ο νόμος των ογκομετρικών αναλογιών Οι όγκοι των αερίων που αντιδρούν υπό τις ίδιες συνθήκες (θερμοκρασία και πίεση) σχετίζονται μεταξύ τους ως ακέραιοι αριθμοί.

Ατομική μάζα ενός στοιχείου- είναι ο λόγος της μάζας του ατόμου του προς το 1/12 της μάζας του ατόμου 12C

άτομασε μόρια συνδέονται μεταξύ τους με μια ορισμένη σειρά ανάλογα με τα σθένή τους. Η αλληλουχία των διατομικών δεσμών σε ένα μόριο ονομάζεται της χημική δομήκαι αντανακλάται από έναν δομικό τύπο (structural formula). Μοριακή μάζαη μάζα ενός μορίου, εκφρασμένη σε μονάδες ατομικής μάζας. Αριθμητικά ίση με τη μοριακή μάζα.

Το mole είναι μια μονάδα ποσότητας μιας ουσίας. Αυτή είναι μια τέτοια ποσότητα μιας ουσίας (ή ενός μέρους της) που περιέχει 6,02 1023 σωματίδια (μόρια, άτομα ή άλλα σωματίδια)

Ο νόμος του Avagadro ίσοι όγκοι διαφορετικών αερίων, που λαμβάνονται στην ίδια θερμοκρασία και πίεση, περιέχουν τον ίδιο αριθμό μορίων

Το mole είναι μια μονάδα ποσότητας μιας ουσίας. Αυτή είναι μια τέτοια ποσότητα μιας ουσίας (ή ενός μέρους της) που περιέχει 6,02 1023 σωματίδια (μόρια, άτομα ή άλλα σωματίδια)

Ισοδύναμος-είναι ένα πραγματικό ή πλασματικό σωματίδιο που μπορεί να προσκολληθεί, να απελευθερωθεί ή με άλλο τρόπο να είναι ισοδύναμο με ένα κατιόν υδρογόνου στις αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων ή ένα ηλεκτρόνιο στις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής

Νόμος των ισοδυνάμων: Όλες οι ουσίες αντιδρούν σε ισοδύναμες αναλογίες. Το σθένος είναι η ιδιότητα των ατόμων ενός δεδομένου στοιχείου να προσαρτούν ή να αντικαθιστούν έναν ορισμένο αριθμό ατόμων ενός άλλου στοιχείου σε μια ένωση.

Ο νόμος του Avogadro σάς επιτρέπει να προσδιορίσετε τον αριθμό των ατόμων που αποτελούν τα μόρια των απλών αερίων. Μελετώντας τις αναλογίες όγκου σε αντιδράσεις που περιλαμβάνουν υδρογόνο, οξυγόνο, άζωτο και χλώριο, διαπιστώθηκε ότι τα μόρια αυτών των αερίων είναι διατομικά. Επομένως, προσδιορίζοντας τη σχετική μοριακή μάζα οποιουδήποτε από αυτά τα αέρια και διαιρώντας τη στο μισό, θα μπορούσε κανείς να βρει αμέσως τη σχετική ατομική μάζα του αντίστοιχου στοιχείου. Για παράδειγμα, διαπιστώθηκε ότι μοριακή μάζατο χλώριο είναι 70,90; από εδώ ατομική μάζαχλώριο ίσο ή 35,45.

Σθένοςτην ικανότητα των ατόμων χημικών στοιχείων να σχηματίζουν έναν ορισμένο αριθμό χημικών δεσμών με άτομα άλλων στοιχείων.

Intr.e είναι το άθροισμα των ενεργειών των μοριακών αλληλεπιδράσεων και των θερμικών κινήσεων ενός μορίου. Η εσωτερική ενέργεια είναι μια συνάρτηση μιας τιμής της κατάστασης του συστήματος

Ένας ομοιοπολικός δεσμός σχηματίζεται από δύο ηλεκτρόνια με αντίθετα σπιν, και αυτό ζεύγος ηλεκτρονίωνανήκει σε δύο άτομα.

ενεργειακή κατάσταση των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο.

Το κύριο πράγμακβαντικός αριθμός - ένας ακέραιος αριθμός που δηλώνει τον αριθμό του ενεργειακού επιπέδου. χαρακτηρίζει ενέργεια ηλεκτρονίωνκαταλαμβάνοντας ένα δεδομένο επίπεδο ενέργειας. Είναι ο πρώτος σε μια σειρά κβαντικών αριθμών, που περιλαμβάνει τους κύριους, τροχιακούς και μαγνητικούς κβαντικούς αριθμούς, καθώς και το σπιν

Τροχιακός κβαντικός αριθμός- στην κβαντική φυσική, ο κβαντικός αριθμός ℓ, ο οποίος καθορίζει το σχήμα της κατανομής του πλάτους της κυματικής συνάρτησης ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτομο, δηλαδή το σχήμα του νέφους ηλεκτρονίων. Καθορίζει το υποεπίπεδο του ενεργειακού επιπέδου που καθορίζεται από το κύριο (ακτινικό) κβαντικός αριθμός nκαι μπορεί να πάρει τις τιμές

Είναι μια ιδιοτιμή του τελεστή τροχιακή ορμήηλεκτρόνιο, το οποίο διαφέρει από τη γωνιακή ορμή του ηλεκτρονίου ιμόνο στον τελεστή περιστροφής μικρό:

Ενέργεια ιονισμού- αντιπροσωπεύει τη μικρότερη ενέργεια που απαιτείται για την απομάκρυνση ενός ηλεκτρονίου από ένα ελεύθερο άτομο. Η ενέργεια ιοντισμού ενός ατόμου επηρεάζεται περισσότερο από τους ακόλουθους παράγοντες:

το ενεργό φορτίο του πυρήνα, το οποίο είναι συνάρτηση του αριθμού των ηλεκτρονίων στο άτομο που εξετάζουν τον πυρήνα και βρίσκονται σε βαθύτερα εσωτερικά τροχιακά·

την ακτινική απόσταση από τον πυρήνα έως τη μέγιστη πυκνότητα φορτίου του εξωτερικού, που είναι πιο ασθενώς συνδεδεμένο με το άτομο και αφήνεται κατά τη διάρκεια του ιονισμού, ηλεκτρονίων.

ένα μέτρο της διεισδυτικής ισχύος αυτού του ηλεκτρονίου.

διαηλεκτρονική απώθηση μεταξύ των εξωτερικών ηλεκτρονίων (σθένους).

συγγένεια ηλεκτρονίων- το ποσό της ενέργειας που απελευθερώνεται όταν ένα ηλεκτρόνιο συνδέεται με ένα άτομο, μόριο ή ρίζα. Η συγγένεια ηλεκτρονίων εκφράζεται συνήθως σε ηλεκτρονιοβολτ. Η τιμή της τιμής της συγγένειας των ηλεκτρονίων είναι σημαντική για την κατανόηση της φύσης του χημικού δεσμού και των διαδικασιών σχηματισμού αρνητικών ιόντων. Όσο μεγαλύτερη είναι η συγγένεια για ένα ηλεκτρόνιο, τόσο πιο εύκολο είναι για ένα άτομο να προσκολλήσει ένα ηλεκτρόνιο. Η συγγένεια των ατόμων μετάλλου για ένα ηλεκτρόνιο είναι μηδέν, για τα άτομα μη μετάλλου η συγγένεια για ένα ηλεκτρόνιο είναι τόσο μεγαλύτερη, όσο πιο κοντά είναι το στοιχείο (μη μέταλλο) σε ένα αδρανές αέριο στο περιοδικό σύστημα του D. I. Mendeleev. Επομένως, εντός της περιόδου, εντατικοποιήστε μη μεταλλικές ιδιότητεςκαθώς πλησιάζουμε στο τέλος της περιόδου.

Ένα άτομο αποτελείται από έναν πυρήνα και ένα νέφος ηλεκτρονίων που το περιβάλλει. βρίσκεται στο ηλεκτρονικό σύννεφο ηλεκτρόνιααρκούδα αρνητικόςηλεκτρικό φορτίο. Πρωτόνιασυμπεριλαμβανεται σε σύνθεση πυρήνα, μεταφέρω θετικός φορτίο Σε οποιοδήποτε άτομο, ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα είναι ακριβώς ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων στο σύννεφο ηλεκτρονίων, επομένως το άτομο ως σύνολο είναι ένα ουδέτερο σωματίδιο που δεν φέρει φορτίο. Ένα άτομο μπορεί να χάσει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια, ή αντίστροφα - συλλαμβάνουν ξένα ηλεκτρόνια. Στην περίπτωση αυτή, το άτομο αποκτά θετικό ή αρνητικό φορτίο και καλείται ιόν.

Ισότοπα(από άλλα ελληνικά ισος - "ίσος", "ίδιο", και τόπος - "θέση") - ποικιλίες ατόμων (και πυρήνων) ενός χημικού στοιχείου που έχουν τον ίδιο ατομικό αριθμό, αλλά διαφορετικούς αριθμούς μάζας. Το όνομα οφείλεται στο γεγονός ότι όλα τα ισότοπα ενός ατόμου τοποθετούνται στην ίδια θέση (σε ένα κελί) του περιοδικού πίνακα: 16 8 O, 17 8 O, 18 8 O - τρία σταθερά ισότοπα οξυγόνου.

Ραδιενεργά στοιχεία και η διάσπασή τους.

ραδιενεργή διάσπαση- αυθόρμητη αλλαγή στη σύνθεση ασταθών ατομικών πυρήνων με εκπομπή στοιχειωδών σωματιδίων ή πυρηνικών θραυσμάτων. Υπάρχουν διασπάσεις άλφα, βήτα και γάμα. Αντίστοιχα, εκπέμπουν σωματίδια άλφα, βήτα και γάμμα. Η διάσπαση με την ισχυρότερη διεισδυτική ισχύ είναι η διάσπαση γάμμα (δεν εκτρέπεται από μαγνητικό πεδίο). Το άλφα είναι ένα θετικά φορτισμένο σωματίδιο. Τα βήτα είναι αρνητικά φορτισμένα σωματίδια.

Η διάσπαση των πυρήνων ραδιενεργών στοιχείων ή ισοτόπων μπορεί να συμβεί με τρεις κύριους τρόπους, και οι αντίστοιχες αντιδράσεις πυρηνικής διάσπασης ονομάζονται με τα τρία πρώτα γράμματα του ελληνικού αλφαβήτου. Στο άλφα διάσπασηαπελευθερώνεται ένα άτομο ηλίου, που αποτελείται από δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια - συνήθως ονομάζεται σωματίδιο άλφα. Δεδομένου ότι η διάσπαση άλφα συνεπάγεται μείωση του αριθμού των θετικά φορτισμένων πρωτονίων σε ένα άτομο κατά δύο, ο πυρήνας που εξέπεμψε το σωματίδιο άλφα μετατρέπεται στον πυρήνα του στοιχείου δύο θέσεις κάτω από αυτό στο περιοδικό σύστημα του Mendeleev. Στο βήτα διάσπασηο πυρήνας εκπέμπει ένα ηλεκτρόνιο και το στοιχείο προχωρά μία θέση προς τα εμπρός σύμφωνα με τον περιοδικό πίνακα (στην περίπτωση αυτή, στην ουσία, το νετρόνιο μετατρέπεται σε πρωτόνιο με την ακτινοβολία αυτού του ηλεκτρονίου). Τελικά, διάσπαση γάμμα - αυτό είναι η διάσπαση των πυρήνων με την εκπομπή φωτονίων υψηλής ενέργειας, τα οποία κοινώς ονομάζονται ακτίνες γάμμα. Σε αυτή την περίπτωση, ο πυρήνας χάνει ενέργεια, αλλά το χημικό στοιχείο δεν αλλάζει. ραδιενεργό στοιχείοΈνα χημικό στοιχείο του οποίου όλα τα ισότοπα είναι ραδιενεργά.

1. 37. Τεχνητή ραδιενέργεια.

τεχνητή ραδιενέργεια- αυθόρμητη διάσπαση των πυρήνων των στοιχείων που λαμβάνονται τεχνητά μέσω των αντίστοιχων πυρηνικών αντιδράσεων. Και οι τρεις τύποι ακτινοβολίας - a, b και g, χαρακτηριστικό του φυσική ραδιενέργεια, - εκπέμπονται επίσης από τεχνητά ραδιενεργές ουσίες. Ωστόσο, μεταξύ των τεχνητά ραδιενεργών ουσιών, συχνά συναντάται ένας άλλος τύπος διάσπασης, ο οποίος δεν είναι χαρακτηριστικός των φυσικά ραδιενεργών στοιχείων. Αυτή είναι η διάσπαση με την εκπομπή ποζιτρονίων - σωματίδια που έχουν μάζα ηλεκτρονίου, αλλά φέρουν θετικό φορτίο. Με απόλυτη τιμήτα φορτία του ποζιτρονίου και του ηλεκτρονίου είναι ίσα. Τεχνητά- ραδιενεργών ουσιώνμπορούν να ληφθούν με μια μεγάλη ποικιλία από πυρηνικές αντιδράσεις. Ένα παράδειγμα είναι η αντίδραση της σύλληψης νετρονίων από τον άργυρο. Για να πραγματοποιηθεί μια τέτοια αντίδραση, αρκεί να τοποθετηθεί μια ασημένια πλάκα κοντά σε μια πηγή νετρονίων που περιβάλλεται από παραφίνη.

1. 38. Πυρηνικές αντιδράσεις.

πυρηνική αντίδραση- τη διαδικασία σχηματισμού νέων πυρήνων ή σωματιδίων κατά τις συγκρούσεις τους. Για πρώτη φορά, ο Ράδερφορντ παρατήρησε μια πυρηνική αντίδραση το 1919, βομβαρδίζοντας τους πυρήνες των ατόμων αζώτου με σωματίδια α, καταγράφηκε από την εμφάνιση δευτερογενών ιοντιζόντων σωματιδίων που έχουν εμβέλεια στο αέριο μεγαλύτερη από την περιοχή των σωματιδίων α και προσδιορίζονται ως πρωτόνια. Στη συνέχεια, λήφθηκαν φωτογραφίες αυτής της διαδικασίας χρησιμοποιώντας έναν θάλαμο νέφους.

1. 39. Θεωρία χημικής δομής.

Αυτή η θεωρία έχει τέσσερις θέσεις: 1) Τα άτομα σε ένα μόριο συνδέονται σε μια ορισμένη ακολουθία ανάλογα με το σθένος τους. Αυτή η ακολουθία ονομάζεται χημική δομή. 2) Οι ιδιότητες μιας ουσίας εξαρτώνται όχι μόνο από την ποιοτική και ποσοτική σύνθεση του μορίου, αλλά και από τη χημική του δομή. Οι ουσίες που έχουν την ίδια σύσταση αλλά διαφορετικές δομές ονομάζονται ισομερή, αλλά την ίδια τους την ύπαρξη ισομερισμός. 3) Τα άτομα και οι ομάδες ατόμων σε ένα μόριο επηρεάζουν αμοιβαία το ένα το άλλο άμεσα ή μέσω άλλων ατόμων. 4) Η δομή της ύλης είναι αναγνωρίσιμη, η σύνθεση ουσιών με δεδομένη δομή είναι δυνατή. Butlerov.1861

1. 40. Ομοιοπολικός δεσμός.

ομοιοπολικό δεσμό- ένας χημικός δεσμός που σχηματίζεται από την επικάλυψη ενός ζεύγους νεφών ηλεκτρονίων σθένους. Τα ηλεκτρονιακά νέφη που παρέχουν επικοινωνία ονομάζονται κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων. Είναι πολικό και μη πολικό. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό ενός ομοιοπολικού δεσμού είναι η πολικότητα του. Εάν ένα μόριο αποτελείται από 2 άτομα που συνδέονται με έναν πολικό δεσμό, τότε ένα τέτοιο μόριο είναι ένα πολικό μόριο. Αντιπροσωπεύει ένα δίπολο. Ένα δίπολο είναι ένα ηλεκτρικά ουδέτερο σύστημα στο οποίο τα κέντρα θετικού και αρνητικού φορτίου βρίσκονται σε μια ορισμένη απόσταση μεταξύ τους. Η πολικότητα ενός μορίου ποσοτικοποιείται από τη διπολική ροπή, η οποία είναι ίση με το γινόμενο του μήκους του διπόλου και την τιμή του ενεργού φορτίου. Αποτελεσματική φόρτιση = 1,6 * 10 -19 C. Η ικανότητα των μορίων και των μεμονωμένων δεσμών να πολώνονται υπό την επίδραση ενός εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου ονομάζεται πολυδιαλυτότητα. Η ικανότητα ενός ατόμου να συμμετέχει στο σχηματισμό ενός περιορισμένου αριθμού ομοιοπολικούς δεσμούς, ονομάζεται κορεσμός του ομοιοπολικού δεσμού. Ο προσανατολισμός του ομοιοπολικού δεσμού καθορίζει τη χωρική δομή των μορίων, δηλ. επικαλυπτόμενα νέφη ηλεκτρονίων. Εμφανίζεται μόνο σε έναν συγκεκριμένο αμοιβαίο προσανατολισμό των τροχιακών, που παρέχει την υψηλότερη πυκνότητα ηλεκτρονίων στην περιοχή επικάλυψης.

Ραδιενέργεια -Αυτή είναι η ιδιότητα των ατομικών πυρήνων ορισμένων χημικών στοιχείων να μετατρέπονται αυθόρμητα σε πυρήνες άλλων στοιχείων με την εκπομπή ενός ειδικού είδους ακτινοβολίας που ονομάζεται ραδιενεργός. Δεν μπορείτε να επηρεάσετε την πορεία της διαδικασίας ραδιενεργή διάσπασηχωρίς να αλλάξει κατάσταση ατομικό πυρήνα. Με την ταχύτητα του ρεύματος ραδιενεργούς μετασχηματισμούςδεν έχουν καμία επίδραση των μεταβολών της θερμοκρασίας και της πίεσης, η παρουσία ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων, ο τύπος χημική ένωσηδεδομένου του ραδιενεργού στοιχείου και της κατάστασης συσσώρευσής του.

Τα ραδιενεργά φαινόμενα που συμβαίνουν στη φύση ονομάζονται φυσική ραδιενέργεια(κοσμική ακτινοβολία και ακτινοβολία φυσικών ραδιονουκλεϊδίων διασκορπισμένων σε επίγεια πετρώματα, έδαφος, νερό, αέρας, δομικά και άλλα υλικά, ζωντανούς οργανισμούς). Για παράδειγμα, το ισότοπο 40 K είναι ευρέως διασκορπισμένο στα εδάφη και συγκρατείται έντονα από τους άργιλους λόγω των διαδικασιών προσρόφησης. Τα αργιλώδη εδάφη είναι σχεδόν παντού πλουσιότερα σε ραδιενεργά στοιχεία από τα αμμώδη και τα ασβεστόλιθα. Τα ραδιενεργά βαριά στοιχεία (U, Th, Ra) βρίσκονται κυρίως σε γρανιτένια πετρώματα. Τα ραδιενεργά στοιχεία βρίσκονται στη φύση σε ίχνη. ΣΤΟ φλοιός της γηςφυσικά ραδιενεργά στοιχεία βρίσκονται κυρίως σε μεταλλεύματα ουρανίου, και σχεδόν όλα είναι ισότοπα βαριά στοιχείαΜε ατομικός αριθμόςπερισσότερες από 83. Οι αλυσίδες ραδιενεργών διασπάσεων ξεκινούν με ουράνιο - ράδιο (- Ra), θόριο () ή ακτίνιο ().

Παρόμοιες διεργασίες που συμβαίνουν σε ουσίες που λαμβάνονται τεχνητά (μέσω των αντίστοιχων πυρηνικών αντιδράσεων) ονομάζονται τεχνητή ραδιενέργεια(καύση άνθρακα, ανάπτυξη κοιτασμάτων ραδιενεργών μεταλλευμάτων, χρήση ραδιονουκλεϊδίων σε διάφορους τομείς της οικονομίας, λειτουργία πυρηνικών εγκαταστάσεων, πυρηνικές εκρήξεις σε ειρηνικούς σκοπούς(κατασκευή υπόγειων εγκαταστάσεων αποθήκευσης, παραγωγή πετρελαίου, κατασκευή καναλιών), ατυχήματα σε εγκαταστάσεις που περιέχουν ραδιενεργές ουσίες, πυρηνικά απόβλητα από πυρηνικούς σταθμούς, βιομηχανία, στόλος, δοκιμές πυρηνικά όπλα(στο πυρηνικές εκρήξειςΣχηματίζονται περίπου 250 ισότοπα των 35 στοιχείων (εκ των οποίων τα 225 είναι ραδιενεργά) ως θραύσματα άμεσης σχάσης πυρήνων βαρέων στοιχείων (235 U, 239 Pu, 233 U, 238 U) και των προϊόντων διάσπασής τους.

Η ποσότητα των ραδιενεργών προϊόντων σχάσης (RPD) αυξάνεται ανάλογα με την ισχύ του πυρηνικού φορτίου. Μέρος του σχηματισμένου RPD αποσυντίθεται στα επόμενα δευτερόλεπτα και λεπτά μετά την έκρηξη, το άλλο μέρος έχει χρόνο ημιζωής της τάξης των αρκετών ωρών.

Ραδιονουκλίδια όπως 86 Rb, 89 Sr, 91 Y, 95 Cd, 125 Sn. l25 Te, l31 I, 133 Xe, l36 Cs, 140 Ba, 141 Ce, 156 Eu, 161 Yb, έχουν χρόνο ημιζωής αρκετών ημερών, ένα 85 Kr, 90 Sr, 106 Ru, 125 Sb, 137 Cs, l Pm, l5l Sm, l55 Eu - από ένα έτος έως αρκετές δεκάδες χρόνια. Η ομάδα που αποτελείται από 87 Rb, 93 Zr, l29 I, 135 Cs, 144 Nd, 137 Sm χαρακτηρίζεται από μια εξαιρετικά αργή διάσπαση που διαρκεί εκατομμύρια χρόνια)).

Τεχνητά ραδιονουκλεΐδια από ποικίλοι λόγοιπέφτω μέσα περιβάλλον, αυξάνοντας έτσι το υπόβαθρο ακτινοβολίας. Επιπλέον, περιλαμβάνονται σε βιολογικά συστήματακαι εισέρχονται απευθείας στο σώμα των ζώων και των ανθρώπων. Όλα αυτά αποτελούν κίνδυνο για την κανονική λειτουργία ενός ζωντανού οργανισμού.

Εξωτερική και εσωτερικές πηγές, ενεργώντας συνεχώς, ενημερώνουν τον οργανισμό για μια ορισμένη απορροφούμενη δόση. ΠλέονΈκθεση από πηγές φυσικής ακτινοβολίας που λαμβάνει ένα άτομο λόγω γήινες πηγές-- Κατά μέσο όρο, περισσότερα από τα 5/6 της ετήσιας αποτελεσματικής ισοδύναμης δόσης που λαμβάνει ο πληθυσμός (κυρίως εσωτερική έκθεση). Τα υπόλοιπα είναι κοσμική ακτινοβολία (κυρίως εξωτερική έκθεση). Η αποτελεσματική ισοδύναμη δόση από την έκθεση στην κοσμική ακτινοβολία είναι περίπου 300 μSv/έτος (για όσους ζουν στο επίπεδο της θάλασσας), για όσους ζουν πάνω από 2.000 m πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας αυτή η τιμή είναι αρκετές φορές υψηλότερη. Η μέση ετήσια ασφαλής δόση για τον άνθρωπο είναι περίπου 1,2 mGy για τις γονάδες και 1,3 mGy για τον σκελετό.

Η τεχνητή ραδιενέργεια ανακαλύφθηκε από τους συζύγους Irene (1897–1956) και Frederic (1900–1958) Joliot-Curie. Στις 15 Ιανουαρίου 1934, το σημείωμά τους παρουσιάστηκε από τον J. Perrin σε μια συνάντηση της Ακαδημίας Επιστημών του Παρισιού. Η Ειρήνη και ο Φρειδερίκος μπόρεσαν να αποδείξουν ότι αφού βομβαρδίστηκαν με σωματίδια άλφα, ορισμένα ελαφρά στοιχεία -μαγνήσιο, βόριο, αλουμίνιο- εκπέμπουν ποζιτρόνια. Επιπλέον, προσπάθησαν να δημιουργήσουν τον μηχανισμό αυτής της εκπομπής, ο οποίος διέφερε ως προς τον χαρακτήρα από όλες τις περιπτώσεις πυρηνικών μετασχηματισμών που ήταν γνωστές εκείνη την εποχή. Οι επιστήμονες τοποθέτησαν μια πηγή σωματιδίων άλφα (παρασκεύασμα πολωνίου) σε απόσταση ενός χιλιοστού από το φύλλο αλουμινίου. Στη συνέχεια την εξέθεσαν σε ακτινοβολία για περίπου δέκα λεπτά. Ο μετρητής Geiger-Muller έδειξε ότι το φύλλο εκπέμπει ακτινοβολία της οποίας η ένταση πέφτει εκθετικά με το χρόνο με χρόνο ημιζωής 3 λεπτά και 15 δευτερόλεπτα. Σε πειράματα με βόριο και μαγνήσιο, οι χρόνοι ημιζωής ήταν 14 και 2,5 λεπτά, αντίστοιχα. Όμως σε πειράματα με υδρογόνο, λίθιο, άνθρακα, βηρύλλιο, άζωτο, οξυγόνο, φθόριο, νάτριο, ασβέστιο, νικέλιο και άργυρο, δεν βρέθηκαν τέτοια φαινόμενα. Ωστόσο, οι Joliot-Curies κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η ακτινοβολία που προκαλείται από τον βομβαρδισμό ατόμων αλουμινίου, μαγνησίου και βορίου δεν μπορούσε να εξηγηθεί από την παρουσία οποιασδήποτε ακαθαρσίας στο παρασκεύασμα πολωνίου. «Μια ανάλυση της ακτινοβολίας βορίου και αλουμινίου σε έναν θάλαμο νεφών έδειξε», γράφουν οι K. Manolov και V. Tyutyunnik στο βιβλίο τους «Biography of the Atom», «ότι είναι ένα ρεύμα ποζιτρονίων. Έγινε σαφές ότι οι επιστήμονες είχαν να κάνουν με ένα νέο φαινόμενο που διέφερε σημαντικά από όλες τις γνωστές περιπτώσεις πυρηνικών μετασχηματισμών. Οι μέχρι τώρα γνωστές πυρηνικές αντιδράσεις είχαν εκρηκτικό χαρακτήρα, ενώ η εκπομπή θετικών ηλεκτρονίων από ορισμένα φωτεινά στοιχεία ακτινοβολημένα με ακτίνες άλφα πολωνίου συνεχίζεται για λίγο πολύ καιρό μετά την αφαίρεση της πηγής των ακτίνων άλφα. Στην περίπτωση του βορίου, για παράδειγμα, ο χρόνος αυτός φτάνει τη μισή ώρα. Οι Joliot-Curies κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι εδώ μιλαμεγια την πραγματική ραδιενέργεια, που εκδηλώνεται με την εκπομπή ενός ποζιτρονίου. Χρειάζονταν νέα στοιχεία και, κυρίως, απαιτούνταν να απομονωθεί το αντίστοιχο ραδιενεργό ισότοπο. Με βάση την έρευνα των Rutherford και Cockcroft, η Irene και ο Frederic Joliot-Curie κατάφεραν να διαπιστώσουν τι συμβαίνει με τα άτομα αλουμινίου όταν βομβαρδίζονται με σωματίδια άλφα πολωνίου. Πρώτον, τα σωματίδια άλφα συλλαμβάνονται από τον πυρήνα ενός ατόμου αλουμινίου, το θετικό φορτίο του οποίου αυξάνεται κατά δύο μονάδες, ως αποτέλεσμα του οποίου μετατρέπεται στον πυρήνα ενός ραδιενεργού ατόμου φωσφόρου, που από τους επιστήμονες ονομάζεται ραδιοφώσφορος. Αυτή η διαδικασία συνοδεύεται από την εκπομπή ενός νετρονίου, γι' αυτό η μάζα του προκύπτοντος ισοτόπου αυξάνεται όχι κατά τέσσερις, αλλά κατά τρεις μονάδες και γίνεται ίση με 30. Το σταθερό ισότοπο του φωσφόρου έχει μάζα 31. "Ραδιοφωσφόρος" με ένα φορτίο 15 και μια μάζα 30 διασπάται με χρόνο ημιζωής 3 λεπτά 15 δευτερόλεπτα, εκπέμποντας ένα ποζιτρόνιο και γίνεται ένα σταθερό ισότοπο πυριτίου. Η μόνη και αδιαμφισβήτητη απόδειξη ότι το αλουμίνιο μετατρέπεται σε φώσφορο και στη συνέχεια σε πυρίτιο με φορτίο 14 και μάζα 30 θα μπορούσε να είναι μόνο η απομόνωση αυτών των στοιχείων και η αναγνώρισή τους χρησιμοποιώντας τα χαρακτηριστικά ποιοτικά τους στοιχεία. χημικές αντιδράσεις. Για κάθε χημικό που εργαζόταν με σταθερές ενώσεις, αυτό ήταν ένα εύκολο έργο, αλλά για την Irene και τον Frederick, η κατάσταση ήταν εντελώς διαφορετική: τα άτομα φωσφόρου που έλαβαν διήρκεσαν λίγο περισσότερο από τρία λεπτά. Οι χημικοί έχουν πολλές μεθόδους για την ανίχνευση αυτού του στοιχείου, αλλά όλες απαιτούν μακροχρόνιους προσδιορισμούς. Ως εκ τούτου, η γνώμη των χημικών ήταν ομόφωνη: να προσδιοριστεί ο φώσφορος για τέτοιους για λίγοαδύνατο. Ωστόσο, οι Joliot-Curies δεν αναγνώρισαν τη λέξη "αδύνατο". Και παρόλο που αυτό το «άλυτο» έργο απαιτούσε υπερκόπωση, ένταση, βιρτουόζικη επιδεξιότητα και αστείρευτη υπομονή, λύθηκε. Παρά την εξαιρετικά χαμηλή απόδοση των προϊόντων των πυρηνικών μετασχηματισμών και την απολύτως αμελητέα μάζα της ουσίας που υπέστη το μετασχηματισμό - μόνο μερικά εκατομμύρια άτομα, ήταν δυνατό να καθοριστεί Χημικές ιδιότητεςέλαβε ραδιενεργό φώσφορο. Η ανακάλυψη της τεχνητής ραδιενέργειας θεωρήθηκε αμέσως ως μια από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις του αιώνα. Πριν από αυτό, η ραδιενέργεια που ήταν εγγενής σε ορισμένα στοιχεία δεν μπορούσε να προκληθεί, να καταστραφεί ή να αλλάξει με κάποιο τρόπο από τον άνθρωπο. Οι Joliot-Curies ήταν οι πρώτοι που προκάλεσαν τεχνητά ραδιενέργεια αποκτώντας νέα ραδιενεργά ισότοπα. Οι επιστήμονες προέβλεψαν τη μεγάλη θεωρητική σημασία αυτής της ανακάλυψης και τη δυνατότητα πρακτικών εφαρμογών της στον τομέα της βιολογίας και της ιατρικής. Ήδη μέσα του χρόνουΟι ανακάλυπτες της τεχνητής ραδιενέργειας, Irene και Frederic Joliot-Curie, τιμήθηκαν με το Νόμπελ Χημείας. Συνεχίζοντας αυτές τις μελέτες, ο Ιταλός επιστήμονας Fermi έδειξε ότι ο βομβαρδισμός νετρονίων προκαλεί τεχνητή ραδιενέργεια σε βαριά μέταλλα. Ο Ενρίκο Φέρμι (1901–1954) γεννήθηκε στη Ρώμη. Ακόμη και ως παιδί, ο Ενρίκο έδειξε μεγάλη ικανότητα για τα μαθηματικά και τη φυσική. Οι εξαιρετικές γνώσεις του σε αυτές τις επιστήμες, που αποκτήθηκαν κυρίως ως αποτέλεσμα της αυτοεκπαίδευσης, του επέτρεψαν να λάβει υποτροφία το 1918 και να εισέλθει στην Ανώτερη Κανονική Σχολή του Πανεπιστημίου της Πίζας. Στη συνέχεια, ο Enrico έλαβε μια προσωρινή θέση ως καθηγητής μαθηματικών για χημικούς στο Πανεπιστήμιο της Ρώμης. Το 1923 πήγε για επαγγελματικό ταξίδι στη Γερμανία, στο Γκέτινγκεν, στον Μαξ Μπορν. Επιστρέφοντας στην Ιταλία, ο Φέρμι εργάστηκε από τον Ιανουάριο του 1925 έως το φθινόπωρο του 1926 στο Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας. Εδώ λαμβάνει το πρώτο του βαθμός«ελεύθερος επίκουρος καθηγητής» και, κυρίως, δημιουργεί το περίφημο έργο του για την κβαντική στατιστική. Τον Δεκέμβριο του 1926 ανέλαβε τη θέση του καθηγητή στη νεοσύστατη έδρα θεωρητικής φυσικής του Πανεπιστημίου της Ρώμης. Εδώ οργάνωσε μια ομάδα νέων φυσικών: Rasetti, Amaldi, Segre, Pontecorvo και άλλοι που αποτέλεσαν την ιταλική σχολή σύγχρονη φυσική. Όταν ιδρύθηκε η πρώτη έδρα θεωρητικής φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Ρώμης το 1927, ο Fermi, ο οποίος κατάφερε να αποκτήσει διεθνές κύρος, εξελέγη επικεφαλής του. Εδώ στην πρωτεύουσα της Ιταλίας, ο Φέρμι συγκέντρωσε γύρω του αρκετούς εξέχοντες επιστήμονες και ίδρυσε την πρώτη σχολή σύγχρονης φυσικής της χώρας. Στους διεθνείς επιστημονικούς κύκλους, άρχισε να ονομάζεται ομάδα Fermi. Δύο χρόνια αργότερα, ο Φέρμι διορίστηκε από τον Μπενίτο Μουσολίνι στην τιμητική θέση του μέλους της νεοσύστατης Βασιλικής Ακαδημίας της Ιταλίας. Το 1938 βραβεύτηκε ο Fermi βραβείο Νόμπελστη φυσική. Η απόφαση της Επιτροπής Νόμπελ ανέφερε ότι το βραβείο απονεμήθηκε στον Fermi "για την απόδειξη της ύπαρξης νέων ραδιενεργών στοιχείων που λαμβάνονται από ακτινοβολία με νετρόνια και την ανακάλυψη πυρηνικών αντιδράσεων που προκαλούνται από αργά νετρόνια σε σχέση με αυτό". Ο Enrico Fermi έμαθε για την τεχνητή ραδιενέργεια αμέσως, την άνοιξη του 1934, μόλις οι Joliot-Curies δημοσίευσαν τα αποτελέσματά τους. Ο Fermi αποφάσισε να επαναλάβει τα πειράματα Joliot-Curie, αλλά πήγε με εντελώς διαφορετικό τρόπο, χρησιμοποιώντας νετρόνια ως βομβαρδιστικά σωματίδια. Αργότερα, ο Fermi εξήγησε τους λόγους της δυσπιστίας για τα νετρόνια από άλλους φυσικούς και τη δική του τυχερή εικασία: «Η χρήση των νετρονίων ως βομβαρδιστικά σωματίδια πάσχει από ένα μειονέκτημα: ο αριθμός των νετρονίων που μπορούν πρακτικά να απορριφθούν είναι αμέτρητος μικρότερο από τον αριθμόσωματίδια άλφα από ραδιενεργών πηγών, ή τον αριθμό των πρωτονίων και δευτερονίων που επιταχύνθηκαν σε συσκευές υψηλής τάσης. Αλλά αυτό το μειονέκτημα αντισταθμίζεται εν μέρει από τη μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα των νετρονίων στην πραγματοποίηση τεχνητών πυρηνικών μετασχηματισμών.Τα νετρόνια έχουν επίσης ένα άλλο πλεονέκτημα. Είναι πολύ ικανά να προκαλούν πυρηνικούς μετασχηματισμούς. Ο αριθμός των στοιχείων που μπορούν να ενεργοποιηθούν από τα νετρόνια υπερβαίνει κατά πολύ τον αριθμό των στοιχείων που μπορούν να ενεργοποιηθούν από άλλα είδη σωματιδίων». Την άνοιξη του 1934, ο Fermi άρχισε να ακτινοβολεί στοιχεία με νετρόνια. Τα «όπλα νετρονίων» του Fermi ήταν μικροί σωλήνες μήκους λίγων εκατοστών. Γεμίστηκαν με ένα «μίγμα» λεπτώς διασπαρμένης σκόνης βηρυλλίου και εκπομπών ραδίου. Να πώς περιέγραψε ο Fermi μία από αυτές τις πηγές νετρονίων: «Ήταν ένας γυάλινος σωλήνας μεγέθους μόλις 1,5 cm… στον οποίο υπήρχαν κόκκοι βηρυλλίου. πριν από τη συγκόλληση του σωλήνα, ήταν απαραίτητο να εισαχθεί σε αυτό μια ορισμένη ποσότητα εκπομπών ραδίου. σωματίδια άλφα που εκπέμπονται από το ραδόνιο μεγάλοι αριθμοίσυγκρούονται με άτομα βηρυλλίου και δίνουν νετρόνια... Το πείραμα γίνεται ως εξής. ΣΤΟ σε κοντινή απόστασητοποθετείται από την πηγή νετρονίων μια πλάκα αλουμινίου ή σιδήρου ή γενικά του στοιχείου που επιθυμείται να μελετηθεί και αφήνεται για αρκετά λεπτά, ώρες ή μέρες (ανάλογα με τη συγκεκριμένη περίπτωση). Τα νετρόνια που εκπέμπονται από την πηγή συγκρούονται με τους πυρήνες της ύλης. Σε αυτή την περίπτωση, λαμβάνουν χώρα πολλές πυρηνικές αντιδράσεις διάφοροι τύποι…» Πώς φάνηκαν όλα στην πράξη; Το υπό μελέτη δείγμα ήταν Δοσμένος χρόνοςκάτω από την έντονη επίδραση της ακτινοβολίας νετρονίων, τότε ένας από τους υπαλλήλους του Fermi έτρεξε κυριολεκτικά το δείγμα στον μετρητή Geiger-Muller που βρίσκεται σε άλλο εργαστήριο και κατέγραψε τους παλμούς του μετρητή. Εξάλλου, πολλά νέα τεχνητά ραδιοϊσότοπα ήταν βραχύβια. Στην πρώτη επικοινωνία, με ημερομηνία 25 Μαρτίου 1934, ο Fermi ανέφερε ότι βομβαρδίζοντας αλουμίνιο και φθόριο, έλαβε ισότοπα νατρίου και αζώτου που εκπέμπουν ηλεκτρόνια (και όχι ποζιτρόνια, όπως στον Joliot-Curie). Η μέθοδος του βομβαρδισμού νετρονίων αποδείχθηκε πολύ αποτελεσματική και ο Fermi έγραψε ότι αυτό υψηλής απόδοσηςστην εφαρμογή της διάσπασης «αντισταθμίζει αρκετά την αδυναμία των υπαρχουσών πηγών νετρονίων σε σύγκριση με τις πηγές σωματιδίων άλφα και πρωτονίων». Στην πραγματικότητα, πολλά ήταν γνωστά. Τα νετρόνια χτύπησαν τον πυρήνα του κελύφους ατόμου, μετατρέποντάς τον σε ένα ασταθές ισότοπο, το οποίο αυθόρμητα διασπάστηκε και ακτινοβολούσε. Το άγνωστο κρυβόταν σε αυτή την ακτινοβολία: μερικά από τα τεχνητά ληφθέντα ισότοπα εξέπεμπαν ακτίνες βήτα, άλλα - ακτίνες γάμμα, και άλλα - σωματίδια άλφα. Κάθε μέρα ο αριθμός των τεχνητά παραγόμενων ραδιενεργών ισοτόπων αυξανόταν. Κάθε νέα πυρηνική αντίδραση έπρεπε να κατανοηθεί για να κατανοηθούν οι περίπλοκοι μετασχηματισμοί των ατόμων.Για κάθε αντίδραση, ήταν απαραίτητο να προσδιοριστεί η φύση της ακτινοβολίας, γιατί μόνο γνωρίζοντάς την, μπορούσε κανείς να φανταστεί το σχήμα της ραδιενεργής διάσπασης και να προβλέψει το στοιχείο αυτό θα ήταν το τελικό αποτέλεσμα. Μετά ήρθε η σειρά των χημικών. Έπρεπε να αναγνωρίσουν τα άτομα που προέκυψαν. Αυτό πήρε επίσης χρόνο. Ο Φέρμι βομβάρδισε φθόριο, αλουμίνιο, πυρίτιο, φώσφορο, χλώριο, σίδηρο, κοβάλτιο, ασήμι και ιώδιο με το «όπλο νετρονίων» του. Όλα αυτά τα στοιχεία ενεργοποιήθηκαν και σε πολλές περιπτώσεις ο Fermi θα μπορούσε να υποδείξει χημική φύσησχηματίστηκε ραδιενεργό στοιχείο. Πέτυχε να ενεργοποιήσει 47 από τα 68 στοιχεία που μελετήθηκαν με αυτή τη μέθοδο. Ενθαρρυμένος από την επιτυχία, σε συνεργασία με τους F. Razetti και O. DAgostino, ανέλαβε τον βομβαρδισμό νετρονίων βαρέων στοιχείων: θορίου και ουρανίου. «Πειράματα έδειξαν ότι και τα δύο στοιχεία, που είχαν προηγουμένως καθαριστεί από τις συνήθεις ενεργές ακαθαρσίες, μπορούν να ενεργοποιηθούν έντονα όταν βομβαρδιστούν με νετρόνια». Στις 22 Οκτωβρίου 1934, ο Fermi έκανε μια θεμελιώδη ανακάλυψη. Τοποθετώντας μια σφήνα παραφίνης μεταξύ της πηγής νετρονίων και του ενεργοποιημένου ασημένιου κυλίνδρου, ο Fermi παρατήρησε ότι η σφήνα δεν μείωσε τη δραστηριότητα νετρονίων, αλλά την αύξησε ελαφρώς. Ο Fermi κατέληξε στο συμπέρασμα ότι αυτό το φαινόμενο οφειλόταν προφανώς στην παρουσία υδρογόνου στην παραφίνη και αποφάσισε να δοκιμάσει πώς θα επηρέαζε τη δραστηριότητα διάσπασης ένας μεγάλος αριθμός απόστοιχεία που περιέχουν υδρογόνο. Έχοντας πραγματοποιήσει το πείραμα πρώτα με παραφίνη και μετά με νερό, ο Fermi δήλωσε αύξηση της δραστηριότητας εκατοντάδες φορές. Τα πειράματα του Fermi έχουν δείξει τεράστια αποτελεσματικότητα αργά νετρόνια. Όμως, εκτός από τα αξιοσημείωτα πειραματικά αποτελέσματα, την ίδια χρονιά ο Fermi πέτυχε αξιόλογα θεωρητικά επιτεύγματα. Ήδη στο τεύχος Δεκεμβρίου του 1933 στα ιταλικά επιστημονικό περιοδικόδημοσίευσε τις προκαταρκτικές του σκέψεις για την αποσύνθεση βήτα. Στις αρχές του 1934 δημοσιεύτηκε η κλασική του εργασία "On the Theory of Beta Rays". Η περίληψη του άρθρου του συγγραφέα αναφέρει: «Προτείνεται ποσοτική θεωρίαβήτα διάσπαση με βάση την ύπαρξη νετρίνων: σε αυτή την περίπτωση, η εκπομπή ηλεκτρονίων και νετρίνων θεωρείται κατ' αναλογία με την εκπομπή ενός κβαντικού φωτός από ένα διεγερμένο άτομο στη θεωρία ακτινοβολίας. Οι τύποι προέρχονται από τη διάρκεια ζωής του πυρήνα και για τη μορφή του συνεχούς φάσματος των ακτίνων βήτα. οι προκύπτοντες τύποι συγκρίνονται με το πείραμα. Ο Fermi σε αυτή τη θεωρία έδωσε ζωή στην υπόθεση των νετρίνων και στο μοντέλο πρωτονίου-νετρονίου του πυρήνα, αποδεχόμενος επίσης την υπόθεση του ισοτονικού σπιν που προτάθηκε από τον Heisenberg για αυτό το μοντέλο. Με βάση τις ιδέες που εξέφρασε ο Fermi, ο Hideki Yukawa προέβλεψε το 1935 την ύπαρξη ενός νέου στοιχειώδες σωματίδιο, τώρα γνωστό ως πι-μεσόνιο, ή πιόνιο. Σχολιάζοντας τη θεωρία του Fermi, ο F. Razetti έγραψε: «Η θεωρία που έχτισε σε αυτή τη βάση αποδείχθηκε ότι ήταν σε θέση να αντέξει σχεδόν αμετάβλητη δυόμισι δεκαετίες επαναστατικής ανάπτυξης πυρηνική φυσική. Μπορεί να παρατηρηθεί ότι φυσική θεωρίασπάνια γεννιέται σε τέτοια τελική μορφή.

Ραδιενέργεια είναι η ικανότητα ορισμένων χημικών στοιχείων (ουράνιο, θόριο, ράδιο, καλιφόρνιο) να διασπώνται αυθόρμητα και να εκπέμπουν αόρατη ακτινοβολία.

Οι ραδιενεργές ουσίες (RS) διασπώνται με αυστηρά καθορισμένο ρυθμό, μετρούμενο με τον χρόνο ημιζωής, δηλ. ο χρόνος που χρειάζεται για να διασπαστούν τα μισά άτομα. Η ραδιενεργή διάσπαση δεν μπορεί να σταματήσει ή να επιταχυνθεί με κανέναν τρόπο.

Η δέσμη ακτινοβολίας σε ένα μαγνητικό πεδίο χωρίζεται σε τρεις τύπους ακτινοβολίας:

b-ακτινοβολία - ένα ρεύμα θετικά φορτισμένων σωματιδίων που αντιπροσωπεύουν έναν πυρήνα ηλίου, που κινούνται με ταχύτητα περίπου 20.000 km / s, δηλ. 35.000 φορές πιο γρήγορα από τα σύγχρονα αεροσκάφη. Ένα σωματίδιο άλφα είναι ένα από τα βαριά σωματίδια, είναι 7300 φορές βαρύτερο από ένα ηλεκτρόνιο. Στους ζωικούς ιστούς, η διεισδυτική του ισχύς είναι ακόμη μικρότερη και μετριέται σε μικρά. Τα σωματίδια άλφα αποτελούν μέρος των κοσμικών ακτίνων κοντά στη Γη (6%).

Η διάσπαση άλφα είναι ένας αυθόρμητος μετασχηματισμός πυρήνων, που συνοδεύεται από την εκπομπή δύο πρωτονίων και δύο νετρονίων, σχηματίζοντας τον πυρήνα He 4 2.

Ως αποτέλεσμα της διάσπασης άλφα, το πυρηνικό φορτίο μειώνεται κατά 2, και μαζικός αριθμόςγια 4 μονάδες. Για παράδειγμα: κινητική ενέργειατο εκτοξευόμενο σωματίδιο β προσδιορίζεται από τις μάζες του αρχικού και του τελικού πυρήνα του σωματιδίου β. Είναι γνωστοί περισσότεροι από 200 6-ενεργοί πυρήνες, που βρίσκονται κυρίως στο άκρο περιοδικό σύστημα. Υπάρχουν επίσης περίπου 20 γνωστά β-ραδιενεργά ισότοπαστοιχεία σπάνιων γαιών. Εδώ η b-διάσπαση είναι πιο χαρακτηριστική για πυρήνες με αριθμό νετρονίων N = 84, τα οποία, όταν εκπέμπονται σωματίδια b, μετατρέπονται σε πυρήνες με γεμάτο πυρηνικό περίβλημα(Ν=82). Η διάρκεια ζωής των b-ενεργών πυρήνων ποικίλλει ευρέως: από 3 * 10 -7 sec (για Po 212) έως (2-5) * 10 15 χρόνια ( φυσικά ισότοπα Ce 142, 144, 176) Η ενέργεια της παρατηρούμενης διάσπασης β βρίσκεται στο εύρος 4-9 MeV (με εξαίρεση τα σωματίδια β μεγάλης εμβέλειας) για όλους βαρείς πυρήνεςκαι 2-4,5 MeV για στοιχεία σπάνιων γαιών.

γ- ακτινοβολία - ένα ρεύμα φορτισμένων αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων (ηλεκτρόνια). Η ταχύτητά τους από 200.000-300.000 km/s προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός. Η μάζα των σωματιδίων βήτα είναι ίση με το 1/1840 της μάζας του υδρογόνου. Τα σωματίδια βήτα είναι ελαφρά σωματίδια.

g-ακτινοβολία - είναι ένα βραχύ κύμα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Οι ιδιότητές του είναι κοντά σε ακτινογραφίες, αλλά έχει πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα και ενέργεια, αλλά διαδίδεται με την ταχύτητα του φωτός. Στο φάσμα Ηλεκτρομαγνητικά κύματααυτές οι ακτίνες καταλαμβάνουν σχεδόν την άκρα δεξιά θέση. Ακολουθούνται μόνο κοσμικές ακτίνες. Η ενέργεια των ακτίνων γάμμα είναι κατά μέσο όρο περίπου 1,3 MeV (μεγαηλεκτρονβολτ). Αυτή είναι μια πολύ μεγάλη ενέργεια. Η συχνότητα ταλάντωσης των κυμάτων ακτίνων γάμμα είναι 10 20 φορές / δευτερόλεπτο, δηλαδή, οι ακτίνες γάμμα είναι πολύ σκληρές ακτίνες και η διεισδυτική ισχύς είναι μεγάλη. Περνούν από το ανθρώπινο σώμα χωρίς εμπόδια.

Σε ορισμένες πυρηνικές αντιδράσεις, παράγεται ισχυρά διεισδυτική ακτινοβολία που δεν εκτρέπεται από ηλεκτρικές και μαγνητικά πεδία. Αυτές οι ακτίνες διεισδύουν μέσα από ένα στρώμα μολύβδου πάχους πολλών μέτρων. Αυτή η ακτινοβολία είναι ένα ρεύμα σωματιδίων που φορτίζονται ουδέτερα. Αυτά τα σωματίδια ονομάζονται νετρόνια.

Η μάζα ενός νετρονίου είναι ίση με τη μάζα ενός πρωτονίου. Τα νετρόνια έχουν διαφορετική ταχύτητα, κατά μέσο όρο μικρότερη από την ταχύτητα του φωτός. γρήγορα νετρόνιααναπτύξτε μια ενέργεια της τάξης των 0,5 MeV και άνω, αργές - από κλάσματα έως αρκετές χιλιάδες ηλεκτρον βολτ. Τα νετρόνια, όντας ηλεκτρικά ουδέτερα σωματίδια, έχουν, όπως οι ακτίνες γάμμα, μεγάλη διεισδυτική ισχύ. Η εξασθένηση της ροής νετρονίων συμβαίνει κυρίως λόγω συγκρούσεων με πυρήνες άλλων ατόμων και λόγω σύλληψης νετρονίων από τους πυρήνες των ατόμων. Έτσι, σε μια σύγκρουση με ελαφρούς πυρήνες, τα νετρόνια εισέρχονται περισσότεροχάνουν την ενέργειά τους, αλλά οι ελαφριές ουσίες που περιέχουν υδρογόνο όπως: νερό, παραφίνη, ιστοί ανθρώπινου σώματος, ακατέργαστο σκυρόδεμα, έδαφος, είναι οι καλύτεροι συντονιστές και απορροφητές νετρονίων.

Στη φύση, πολλά χημικά στοιχεία εκπέμπουν ακτινοβολία. Αυτά τα στοιχεία ονομάζονται ραδιενεργά στοιχεία και η ίδια η διαδικασία ονομάζεται φυσική ραδιενέργεια. Ούτε τεράστιες πιέσεις και θερμοκρασίες, ούτε μαγνητικές και ηλεκτρικά πεδία. Η ραδιενεργή ακτινοβολία σχετίζεται με τον μετασχηματισμό των πυρήνων του στοιχείου. Υπάρχουν δύο τύποι φυσικής ραδιενεργής διάσπασης.

Άλφα διάσπαση, κατά την οποία ο πυρήνας εκπέμπει ένα σωματίδιο άλφα. Με αυτόν τον τύπο διάσπασης, ο πυρήνας ενός άλλου στοιχείου λαμβάνεται πάντα από έναν πυρήνα, στον οποίο το φορτίο είναι μικρότερο από δύο μονάδες και η μάζα είναι μικρότερη από τέσσερις μονάδες. Έτσι, για παράδειγμα, το ράδιο διασπάται και μετατρέπεται σε ραδόνιο:

Ra 88 226 > He 2 4 + Rn 86 222

Βήτα διάσπαση, κατά την οποία ένα σωματίδιο βήτα εκπέμπεται από τον πυρήνα. Δεδομένου ότι ένα σωματίδιο βήτα μπορεί να φορτιστεί διαφορετικά, η διάσπαση βήτα μπορεί να είναι είτε ηλεκτρονική είτε ποζιτρονιακή.

Η ηλεκτρονική διάσπαση παράγει ένα στοιχείο με την ίδια μάζα, αλλά με φορτίο μεγαλύτερο από ένα. Έτσι το θόριο μετατρέπεται σε πρωτακτίνιο:

Th 90 233 > Pa 91 233 + e -1 + g - κβαντικό.

Κατά τη διάσπαση ποζιτρονίων, ένα ραδιενεργό στοιχείο χάνει ένα θετικό σωματίδιο και μετατρέπεται σε στοιχείο με την ίδια μάζα, αλλά με φορτίο μικρότερο από ένα. Έτσι ένα ισότοπο μαγνησίου μετατρέπεται σε νάτριο:

Mg 12 23 > Na 11 23 + e +1 + g-κβαντικό.

Κατευθύνοντας μια δέσμη σωματιδίων άλφα σε μια πλάκα αλουμινίου, ελήφθη για πρώτη φορά ένα τεχνητό ραδιενεργό ισότοπο φωσφόρου P 15 30:

Al 13 27 + He 2 4 > P 15 30 + n 0 1

Τα ισότοπα που ελήφθησαν έτσι ονομάστηκαν τεχνητά ραδιενεργά και η ικανότητά τους να διασπώνται ονομάστηκε τεχνητή ραδιενέργεια. Επί του παρόντος, έχουν ληφθεί περισσότερα από 900 τεχνητά ραδιενεργά ισότοπα.

Χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική και τη βιολογία για μελέτη χημικούς μετασχηματισμούςστον οργανισμό. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται μέθοδος επισημασμένου ατόμου.

Η ραδιενέργεια είναι. την ικανότητα των πυρήνων των ατόμων ορισμένων χημικών στοιχείων να μετατρέπονται αυθόρμητα σε πυρήνες άλλων χημικών στοιχείων με την απελευθέρωση ενέργειας με τη μορφή ακτινοβολίας. Οι ουσίες που υπάρχουν στη φύση ονομάζονται φυσικά ραδιενεργές, ενώ αυτές που έχουν αποκτήσει αυτή την ιδιότητα τεχνητά ονομάζονται τεχνητά ραδιενεργές. Το φαινόμενο της ραδιενέργειας ανακαλύφθηκε το 1896 από τον Γάλλο φυσικό A. Becquerel μελετώντας τον φωσφορισμό των αλάτων του ουρανίου. Κατά τη διάρκεια της αυθόρμητης, ανεξάρτητης από εξωτερικές αιτίες, διάσπασης των αλάτων ουρανίου, εκπέμπονται ακτίνες παρόμοιες με τις ακτίνες Χ: διείσδυσαν μέσω αδιαφανών ουσιών, φωτισμένο φωτογραφικό χαρτί, ιονισμένα αέρια και επηρεάστηκαν ζωντανός ιστός. Το 1898 Η Maria Skłodowska-Curie ανακάλυψε τη ραδιενέργεια του θορίου. Το έδειξε και αυτή μετάλλευμα ουρανίουΕίναι πιο ραδιενεργό από το καθαρό ουράνιο. Η Marie και ο Pierre Curie πρότειναν ότι τα άλατα ουρανίου περιέχουν ακαθαρσίες άλλων ραδιενεργών ουσιών, αποδείχθηκε ότι ήταν πολώνιο και ράδιο.

Οι εκπομπές από φυσικά ραδιενεργά στοιχεία, όπως έδειξε ο Άγγλος φυσικός E. Rutherford (1911), έχουν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες. Μέρος των ακτίνων σε ένα ηλεκτρικό πεδίο εκτρέπεται προς έναν αρνητικά φορτισμένο αγωγό, ο οποίος υποδεικνύει θετικό φορτίο; ονομάζονταν ακτίνες ά. Το άλλο μέρος των δοκών εκτρέπεται προς τον θετικά φορτισμένο αγωγό. Αυτές οι αρνητικά φορτισμένες ακτίνες ονομάζονται ακτίνες β. Οι ηλεκτρικά ουδέτερες ακτίνες που δεν παρέκκλιναν σε ένα ηλεκτρικό πεδίο ονομάζονταν ακτίνες γ.

Η μελέτη της ουσίας της φυσικής ραδιενεργής διάσπασης οδήγησε τον E. Rutherford στο συμπέρασμα σχετικά με τη δυνατότητα τεχνητής σχάσης των πυρήνων. Το 1919, όταν βομβάρδισε τον πυρήνα ενός ατόμου αζώτου με σωματίδια α, εκτόξευσε ένα θετικά φορτισμένο σωματίδιο, ένα πρωτόνιο, από αυτό. Ταυτόχρονα, σχηματίστηκε ένα νέο χημικό στοιχείο, το οξυγόνο.

Το 1932, εμφανίστηκαν δεδομένα για την ύπαρξη στον πυρήνα των ατόμων, μαζί με πρωτόνια, νετρόνια παρόμοια σε μέγεθος με αυτά. Οι Σοβιετικοί φυσικοί D. D. Ieanenko, E. G. Gapon και ο Γερμανός φυσικός Goldhaber ανέπτυξαν μια θεωρία σχετικά με τη δομή του πρωτονίου-ουδετερότροπου του ατομικού πυρήνα. Άγγλος φυσικόςΟ Τσάντγουικ ανακάλυψε το νετρόνιο το 1933. Η Irene και ο Frederic Joliot-Curie, όταν βομβαρδίστηκαν με α-σωματίδια αλουμινίου, βορίου, μαγνησίου, μαζί με νετρόνια, έλαβαν ένα ποζιτρόνιο. Επιπλέον, ποζιτρόνια εκπέμπονταν ακόμη και μετά τη διακοπή της ακτινοβόλησης του αλουμινίου, δηλαδή, για πρώτη φορά, ελήφθησαν ραδιενεργά στοιχεία τεχνητά.

2713А1 +42 ά→10n + 3015P→ e+ + 3014Si

Η πρώτη γεννήτρια νετρονίων, που σχηματίστηκαν στον επιταχυντή βαρέων φορτισμένων σωματιδίων (κυκλοτρόνιο), σχεδιάστηκε το 1936 από τον Laurence.

Το 1940, οι Σοβιετικοί φυσικοί G. N. Flerov και K. A. Petrzhak ανακάλυψαν το φαινόμενο της αυθόρμητης σχάσης πυρήνων ουρανίου σε μεγάλα θραύσματα με την απελευθέρωση 2-3 ελεύθερων νετρονίων, τα οποία, με τη σειρά τους, προκάλεσαν τη σχάση άλλων πυρήνων με την απελευθέρωση νέων νετρονίων. κλπ. Δείχνεται η πιθανότητα μιας αλυσιδωτής αντίδρασης, η οποία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ακτινοβόληση σταθερών χημικών στοιχείων με νετρόνια και τη μετατροπή τους σε ραδιενεργά. Σε αντίθεση με τα σωματίδια α, τα νετρόνια, όντας ηλεκτρικά ουδέτερα, διεισδύουν εύκολα στους πυρήνες των ατόμων, μεταφέροντάς τα σε διεγερμένη κατάσταση.

Το 1942, στις ΗΠΑ, ο Ιταλός φυσικός E. Fermi απέκτησε για πρώτη φορά αλυσιδωτή αντίδρασηστην πράξη, με τη δημιουργία ενός ενεργού πυρηνικού αντιδραστήρα. Μέχρι τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, η ανάπτυξη των πρώτων δειγμάτων ατομικά όπλα. Χρησιμοποιήθηκε από τις Ηνωμένες Πολιτείες το 1945 κατά τη διάρκεια των βομβαρδισμών Ιαπωνικές πόλειςΧιροσίμα και Ναγκασάκι. Το 1954 ξεκίνησε η βιομηχανική λειτουργία του πρώτου πυρηνικού σταθμού στον κόσμο στην ΕΣΣΔ.

Χάρη στη δημιουργία ατομικών αντιδραστήρων και ισχυρών επιταχυντών σωματιδίων, έχουν ληφθεί πλέον ραδιενεργά ισότοπα όλων των χημικών στοιχείων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τις ανάγκες της εθνικής οικονομίας, συμπεριλαμβανομένης της ιατρικής.

Τα τεχνητά ραδιενεργά ισότοπα λαμβάνονται με βομβαρδισμό των πυρήνων ατόμων σταθερών χημικών στοιχείων με νετρόνια, πρωτόνια, δευτερόνια, καθώς και από προϊόντα σχάσης ουρανίου ή πλουτωνίου σε πυρηνικούς αντιδραστήρες.

Ένα παράδειγμα είναι η αντίδραση για τη λήψη ραδιοφωσφόρου:

3115P + 10n → 3215Р ή 3115P + 11H → 3215P + e+ + n.

Προσωπικές εντυπώσεις και προτάσεις για τη βελτίωση του έργου του DEC “Live Thread”
Σχετικά με τα οφέλη της ιπποθεραπείας. Ιπποθεραπεία - ιππική αποκατάσταση, και ακόμα πιο απλή - θεραπεία με τη βοήθεια αλόγου. Για να πείσουμε τους σκεπτικιστές, αρκεί να δείξουμε ...

Όταν το μωρό δεν έχει γεννηθεί ακόμα...
Η οδοντιατρική εκπαίδευση των γονέων παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της οδοντικής υγείας των παιδιών. Η ανάγκη φροντίδας των προσωρινών δοντιών πρέπει να είναι ξεκάθαρη στους γονείς. Η κατάσταση της προσωρινής...