АТОМНЫЕ ЯДРА Радиоактивность и природные радиоактивные элементы

Изотопы. Существуют ядра с одним и тем же значением I, но с различным значением А, т. е. ядра с различным содержанием нейтронов. Атомы, имеющие одинаковый заряд ядра, но разное количество нейтронов, называются изотопами. Так, символами бС и еС обозначают изотопы углерода. Большинство химических элементов является совокупностями изотопов. Например, природный кислород состоит из изотопов вО (99,76 %), вО (0,04 %) и 0 (0,2 %), природный хлор — из изотопов 7С1 (75,53 %) и /С (24,47 %). Наличие нескольких изотопов у элементов — основная причина дробных значений атомных масс элементов. Наиболее многочисленны изотопы (по 6—10) у элементов с 2 от 40 до 56, т. е. расположенных в середине периодической системы элементов. При этом число устойчивых (стабильных) изотопов меньше числа неустойчивых, т. е. радиоактивных. Элементы, начиная с 84 (полоний) и кончая 92 (уран), состоят только из неустойчивых изотопов. При 2 > 92 изотопы становятся настолько нестабильными, что все тяжелые элементы, начиная с нептуния (93), получены искусственным путем. [c.399]

Явление естественной (природной) радиоактивности (см. 3.1) показывает, что не только атом, но и ядро атома имеет сложную структуру. Природная радиоактивность характеризуется самопроизвольным превращением атомных ядер, когда ядро одного элемента без всякого воздействия извне превращается в ядро другого элемента. Все элементы, расположенные в периодической системе после висмута, радиоактивны. [c.70]

Стабильные и радиоактивные изотопы. В настоящее время известно около 280 стабильных изотопов, принадлежащих 81 природному элементу, и более 1500 радиоактивных изотопов, 107 при родных и синтезированных элементов. При этом у элементов с нечетными I не более двух стабильных изотопов. Число нейтронов в таких атомных ядрах, как правило, четное. Большинство элементов с четным 2 характеризуется несколькими стабильными изотопами, из которых не более двух с нечетными А. Наибольшее число изотопов имеют олово (10), ксенон (9), кадмий (8) и теллур (9). У многих элементов по 7 стабильных изотопов. Такой широкий набор стабильных изотопов у различных элементов связан со сложной зависимостью энергии связи ядра от числа протонов и нейтронов в нем. По мере изменения числа нейтронов в ядре с определенным числом протонов энергия связи и его устойчивость к различным типам распада меняются. При обогащении нейтронами ядра излуч-ают электроны, т. е, становятся р -активными с превращением нейтрона в ядре в протон. При обеднении ядер нейтронами наблюдается электронный захват или р+-активность с превращением протона в ядре в нейтрон. У тя- [c.50]

Если атомное ядро испускает альфа-частицу (Не +), заряд ядра уменьшается на две единицы и, следовательно, исходный элемент пре-врашается в элемент, занимающий в периодической таблице место на две группы левее. Его массовое число (атомная масса) уменьшается на 4, т. е. на массу альфа-частицы. При испускании бета-частицы (электрона) заряд ядра увеличивается на единицу без изменения массового числа (наблюдается лишь весьма незначительное уменьщение атомной массы) в этом случае атом данного радиоактивного элемен та превращается в атом другого элемента, занимающего в периодиче ской системе место на одну группу правее. При испускании гамма лучей не происходит изменения ни атомного номера, ни атомной массы Ядерные реакции в ряду уран —радий приведены на рис. 20.6 Важнейший изотоп урана составляет 99,28% природного элемента [c.609]

Из элементов, встречающихся в природе, наибольшим порядковым номером обладает уран Ц (2 92). Все элементы с зарядом атомного ядра, большим 92, были получены искусственно в виде одного или нескольких изотопов. Иэ элементов, расположенных в Периодической системе до урана, четыре элемента — технеций Тс (2 = 43), прометий Рт (2 = 61), астат Ак (2 = 85) и франций Рг (2 = 87) вначале были синтезированы искусственно, а уже потом в очень незначительных количествах обнаружены (наряду с нептунием Мр и плутонием Ри, стоящими после урана) в природных радиоактивных образцах среди промежуточных продуктов радиоактивного распада. [c.83]

Некоторые необычные явления, открытые в последние годы XIX и первые годы XX вв., значительно изменили эту упрощенную концепцию о строении вещества. Сначала заметили, что некоторые химические элементы обладают необычным свойством самопроизвольно (т. е. без всякого внешнего воздействия) испускать излучения большой энергии. Это явление было названо радиоактивностью. Через короткое время после открытия радиоактивности последовали и другие фундаментальные наблюдения о строении вещества. Было отмечено, что траектория некоторых лучей, испускаемых радиоактивными веществами (а именно а-лучей), при их прохождении через вещество изменяется на основании этого был сделан вывод, что атомы представляют собой сложные построения, состоящие из атомного ядра и электронной оболочки (см. стр. 65). В ядре (несмотря на то что его диаметр составляет примерно одну десятитысячную часть диаметра атома) содержится почти вся масса атома и сконцентрировано также определенное число положительных зарядов, разное у различных элементов. Число положительных зарядов ядра определяет число электронов оболочки атомов. В то время как химические и многие физические свойства, например оптические и рентгеновские спектры атомов, обусловливаются электронной оболочкой последних, другие свойства, такие, как масса и радиоактивность, связаны с ядром. Выделение огромной энергии в процессе радиоактивных превращений показывает, что атомные ядра в свою очередь являются сложными и состоят из более простых частиц. Позднее удалось вызвать искусственным путем явления, подобные наблюдаемым у природных радиоактивных элементов, и высвободить энергию атомов. [c.737]

Как показали исследования, различия между изотопами определяются числом нейтронов в ядрах атомов. Число нейтронов может изменяться на несколько единиц, тогда как число электронов, связанных с ядром, остается постоянным. Рассмотрим это на примере атома углерода. Атом углерода содержит 6 протонов и 6 нейтронов. Заряд ядра зависит от числа протонов и, следовательно, равен шести. Такой атом обозначим бС , где 6 порядковый номер в таблице химических элементов, а 12 — массовое число. Однако наряду с этим существует и другой углерод с порядковым номером 6, но имеющий в ядре 7 нейтронов — бС . Следовательно, заряд его остался прежним, а атомный вес увеличился на единицу (точнее — на массу одного нейтрона). Природный углерод представляет собой смесь двух изотопов бС и вС . В настоящее время искусственно получены изотопы бС> и бС". Эти изотопы радиоактивны и неустойчивы. Период полураспада для бС равен 21 мин. [c.22]

В первых опытах по искусственному расщеплению ядер использовались а-частицы. Выходы таких реакций были чрезвычайно малыми. Например, из 100 000 а-частиц, проходящих через облучаемый материал, приблизительно только одна вызывала расщепление атомного ядра. Небольшие выходы объясняются отталкиванием одноименно заряженных ядер мишени и а-частиц. Отталкивание растет с увеличением порядкового номера бомбардируемого элемента. Поэтому а-частицы, получаемые от природных радиоактивных элементов (с энергией 2—7 МэВ), уже не расщепляли элементы, следующие за кремнием. Для осуществления ядерных превращений с более тяжелыми ядрами потребовались частицы с большими энергиями, Для расщепления ядра урана нужны а-частицы с энергией больше 20 МэВ. Создание различного рода ускорителей (циклотро- [c.416]

Ранее уже отмечалось, что естественных радиоактивных изотопов немного, поэтому, располагая только ими, невозможно было широко применять метод меченых атомов. Коренным образом дело изменилось лишь после открытия в 1934 г. супругами Ирен и Фредериком Жо-лио-Кюри способов искусственного получения радиоактивных изотопов. Достигается это при помощи бомбардировки ядер атомов альфа-частицами, нейтронами или тяжелыми изотопами водорода (с атомным весом 2). Попадая в ядра бомбардируемых атомов, эти снаряды выбивают из них нейтроны или альфа-частицы, что приводит к изменению атомного веса и более или менее быстрому распаду вновь образованного радиоактивного изотопа с выделением соответствующего излучения. Так, бомбардируя альфа-частицами ядра атомов алюминия, получают радиоактивный изотоп фосфора, который, в свою очередь, после излучения бета-частиц переходит в изотоп кремния. В настоящее время получены радиоактивные изотопы всех известных в природе химических элементов, причем на каждый элемент приходится по нескольку искусственных изотопов. Природных элементов насчитывается около 100, а искусственных изотопов получено более 800. [c.201]

Спонтанное деление. Последний из известных сейчас видов радиоактивного распада был открыт в 1939 г. Г. Н. Флёровым и К. А. Петржаком. Это — спонтанное (самопроизвольное) деление атомных ядер. При таком делении, характерном для ядер самых тяжёлых элементов периодической системы, образуются два осколка — ядра элементов, расположенных в середине периодической системы, и испускаются два-три нейтрона. Деление тяжёлых ядер сопровождается значительным выделением энергии так, энергия деления урана близка к 200 Мэе. Но для всех природных тяжёлых элементов процесс спонтанного деления является очень редким например, ядра №3 испытывают (х-распад с вероятностью, в 1,8 млн. раз превышающей вероятность спонтанного деления. [c.37]

Как известно, Мария и Пьер Кюри, исследуя а- и Р-рас-пад природных радиоактивных изотопов, установили, что на скорость этого распада не влияют ни высокие давления, ни высокие или низкие температуры, ни действие каких-либо химических реактивов, взаимодействующих с соединениями распадающихся элементов. Так оно и должно быть, поскольку в а- и р-распаде превращаются лишь атомные ядра, без участия электронных оболочек. Иное положение имеет место в таких видах радиоактивного распада, как электронный захват или внутренняя конверсия. В этих случаях распад [c.94]

Причина небольших выходов при ядерных реакциях заключается в том, что положительный заряд подвергаемого бомбардировке а-частицами ядра отталкивает положительную а-частицу. Проникающая способность а-частицы в ядро настолько меньше, насколько бомбардируемое ядро обладает большим атомным номером Z, т. е. содержит больше положительных зарядов. а-Частицы, испускаемые природными радиоактивными элементами, обладают энергиями порядка 2—7 Мэв (6 Мэв у Ra ). При помощи этих частиц можно расщепить только перечисленные выше ядра легких элементов. Чтобы расщепить более тяжелые ядра, необходимы частицы с большими энергиями. Поэтому стали применять искусственно ускоренные частицы, в результате чего удалось расщепить практически все ядра. [c.765]

Типы радиоактивного распада. Первые искусственно полученные радиоактивные изотопы испускали позитроны, но это далеко не единственный и даже не наиболее вероятный тип радиоактивного распада. Среди искусственных радиоактивных изотопов имеются и а-излучатели они группируются в области тяжелых элементов. Наиболее распространенным типом распада, как и у природных радиоактивных элементов, является р-распад с испусканием обычных электронов при этом атомный номер увеличивается на единицу. При позитронном распаде атомный номер, наоборот, уменьшается на единицу. Существует еще один тип радиоактивного распада, приводящий к уменьшению атомного номера на единицу. Он связан со спонтанным внедрением в ядро одного из орбитальных электронов (захват электрона) чаще всего ядром захватывается электрон с ближайшей к нему /С-оболочки. Три процесса—испускание электронов, испускание позитронов, захват электронов ( -захват) — объединяются общим понятием р-распад . Характерной особенностью Р-распада является практическая неизменность массы ядра при изменении атомного номера на единицу. [c.24]

РАДИОАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ — химические элементы, все изотопы к-рых радиоактивны. К числу Р. э. относятся технеций 43ТС, прометий ехРт и все элементы конца периодич. системы, начиная с полония 84Р0, как природные —до урана 92 , так и полученные искусственным путем трансурановые элементы. Систематизация свойств атомных ядер приводит к выводу, что каждому данному заряду ядра Z отвечает нек-рое значение массового числа А, при к-ром наблюдается наибольшая устойчивость изотопов этого элемента с другой стороны, и среди изобаров с данным массовым числом А и различными атомными номерами 2 какой-то из них оказывается самым устойчивым (см. Изотопы). Связь между 2 п А для наиболее устойчивых изотопов характеризуется следующим полуэмпирич. уравнением [c.239]

РАДИОАКТИВНОСТЬ (от лат. radio излучаю и a tivus — действенный) — самопроизвольное превращение изотопов хим. элементов, связанное с изменением заряда и массы атомного ядра или с изменением этих свойств одновременно. К радиоактивным относятся изотопы, время жизни к-рых составляет не менее 10 сек. Различают Р. естественную и искусственную. К естественным радиоактивным относятся элементы, находящиеся в природном состоянии в земной коре и образующиеся в результате [c.274]

Большинство известных природных элементов представляют собой смесь изотопов, различающихся массой атомного ядра, но имеющих, тем не менее, одинаковый набор электронов, а, следовательно, одинаковые химические свойства. Ядра радиоактивных изотонов, или радиоизотонов, нестабильны и подвергаются спонтанному распаду, образуя различные атомы. При распаде ядра испускаются заряженные частицы (например, электроны) или излучение (например, гамма-лучи). [c.221]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология