AEM este egal cu 1

Capitolul 4: Unitatea de măsură a activității și a dozelor de radiație radioactivă ...................... 20

Capitolul 5. Sursele naturale de radiații ionizante ........................ .25

Capitolul 1. Structura Atom

Natura este format din compuși simpli și complecși. Prin substanțele simple sunt elemente chimice. la complex - compușii lor chimici. Element Cea mai mică particulă având proprietățile sale chimice, este ATOM. fizician danez Niels Bohr în 1913 a propus un model al atomului, în baza căruia a fost adoptat modelul planetar E.Rezerforda, conform căruia atomul constă dintr-un încărcat pozitiv, care este situat în centrul nucleului. în jurul căreia se mișcă pe orbitele lor, bine definite particule incarcate negativ - electroni (e). în același mod ca și planete în jurul Soarelui. La rândul său, miezul este compus dintr-un particule încărcate pozitiv - protoni (p) și neutre electric - neutroni (n). Protonii și neutronii din nucleu sunt numite nucleoni.

Dimensiuni nuclee, protoni și electroni sunt extrem de mici în comparație cu dimensiunea unui atom. Dimensiunea atom estimat la 10 -10 m, iar miezul - 10 -15 m Dacă, de exemplu, pentru a crește raza razei atom al Pământului, electronii pot fi reprezentate ca mingi de fotbal pe suprafața sa, iar diametrul miezului, în acest caz, doar va. doar aproximativ 130 m. Astfel, atomul este aproape gol și aproape toată masa sa este concentrată în nucleu.

Greutățile cu neutroni și protoni aproximativ egale. Masa electronului este de aproximativ 1836 de ori mai mică decât masa unui proton. Prin urmare, numărul total de protoni și neutroni din nucleul M caracterizează masa elementului atomului și se numește numărul de masă. Masa atomului, nucleul și componentele sale măsurate în așa-numitele unități atomice de masă - AEM.

AEM este egal cu 1/12 din masa atomului de carbon-12,

care este 1,66 x 10 -27 kg.

Electron și protoni au taxe unitate electrică de semne opuse. Atom este electric neutru, cu alte cuvinte, numărul de electroni pe orbita in jurul nucleului este egal cu numărul de protoni din nucleu, iar costurile totale lor se anulează reciproc. Sau numărul de protoni taxa nucleară definesc în acesta număr Z atomică sau numărul de ordine în Tabelul Periodic.

In teorie, electronii Bohr un atom sunt grupate de shell de electroni. Numerele k sunt în creștere ca distanța acestora față de nucleu. Energia electronilor, situată pe acesta, presupune un număr discret de valori E1. E2. CE. Astfel, electronii k placare caracterizate prin -lea aceeași energie, care se numește nivelul energiei atomice. Într-un număr infinit de coji de electroni atomice. O mică proporție de cochilii umplute în întregime sau parțial cu electroni, Z, iar cojile ramase fara electroni. Fiecare placare k poate fi nu mai mult de 2k 2 electroni. Cu un astfel de aranjament asigură o stare stabilă de electroni lung a atomului. Dacă forțele externe acționează atom, electronul primește o anumită cantitate de energie, se mută la una dintre învelișurile exterioare disponibile, iar atomul este excitat. atom excitat instabil. În timpul vieții sale în stare excitată de aproximativ 10 -8 s. Electronul apoi se mută la mai aproape de miezul mantalei, iar randamentele atom la o stare stabilă în timp ce emit energie sub formă de fotoni de radiații electromagnetice.

In mod similar, nivelul energiei atomice ale energiei nucleului atomic poate lua, de asemenea, doar un număr discret de valori de energie. Practic, energia nucleului este minimă în starea de echilibru. Când primiți o anumită cantitate de energie se duce la miezul unuia dintre statele sale excitat. Apoi, în funcție de miezul energetic primit, tinzând la o stare stabilă, emite unul sau mai mulți fotoni de origine nucleară sau pauze.

Convențional, fiecare element chimic (nuclid) este scris după cum urmează:

Z - taxa a nucleului sau numărul de serie al elementului.

Numărul de neutroni din nucleu este egal cu M-Z. De exemplu, înregistrarea înseamnă că atomul de uraniu 92 protoni, 143 neutroni in nucleu, 92 electroni care orbitează nucleele din tabelul periodic și este No. 92.

Proprietățile chimice ale unui element sunt determinate de numărul total de electroni din atom și numărul de electroni în orbita sa exterioară nu depinde de numărul de masă. Prin urmare, cu aceiași atomi elementul Z și M au aceleași proprietăți chimice diferite și sunt numite izotopi. Izotopii unui element diferă numărul de neutroni din nucleu. Astfel, toate elementele sunt un amestec de izotopi. Compoziția elementelor naturale includ de la unul la mai mulți izotopi. Izotopii pe termen ar trebui să fie utilizate numai în cazurile în care este vorba de atomii de același element. De exemplu, izotopi de uraniu. . . și izotopi ai carbonului.

Când este vorba de atomii elementelor diferite (inclusiv izotopi), se recomandă să se utilizeze nuclidele termen. Nuclid - specii atomice cu un număr de masă dat și numărul atomic. De exemplu, un amestec de nuclizi. . . . . .

De multe ori numele radioizotop al numărului atomic Z este coborât. Apoi recordul are forma 235 U, 236 U, 238 U, 137 Cs, 90 Sr, 131 I.

Dacă vom rezuma masele de protoni și neutroni din nucleul atomic (proton în masă 1.007277 AEM, neutroni - 1.086652 AEM), veți găsi că suma este mai mare decât masa nucleului, care intră. Acest fenomen se numește defect de masă # 61508; M. Defectul în masă a nucleelor ​​cunoscute - valoarea pozitivă. Defectul de masă, tradus într-o energie echivalenta conform cu faimoasa ecuație a lui Einstein:

E = # 61508; M * C 2, unde C - viteza luminii,

Ea dă valoarea energiei eliberate în timpul sintezei nucleului a izotopului de protoni și neutroni. Aceeași energie trebuie să fie cheltuite în cazul în care nucleul este împărțit în nucleoni sale constitutive. Acesta definește conceptul de energia de legare nucleară.

COMUNICARE ENERGIE (UE) - este energia care trebuie să fie cheltuite pentru a separa nucleul in nucleonii sale constitutive sau energia care este eliberată atunci când uniunea dintre protoni și neutroni din nucleu.

Energia de legare este măsurată în electron volți (eV). Un electron volți - energia achiziționată de un electron care trece printr-o diferență de potențial de un volt. De exemplu, electronii din tubul de imagine de televiziune datorită tensiunii în tub sunt accelerate de 16.000 de volți, respectiv, la o energie de 16 kilo-electron-volți (keV) sau 0.016 electron volți mega (MeV). Un electron-volți este
1,6 x 10 -19 jouli.

În cazul în care defectul de masă # 61508; M este exprimată în unități atomice de masă, atunci

valoarea energetică de legare nucleară depinde de numărul său de masă M și variază de la 2.224 milioane de electron-volți (MeV) pentru deuteriu la sute MeV pentru elemente grele din tabelul periodic. Prin ele însele, valoarea Ec este relativ mică, dar ele sunt legate cu energia reacțiilor chimice. În timpul arderii kilogram putere calorică mare de combustibil - hidrogen eliberat 1,2 x 10 8 joule, care au tradus un atom de substanțe se ridică la numai 12 eV. Dintr-o comparație între variabilele luate în considerare arată că forțele nucleare. se manifestă în energia de legătură, au o natură diferită decât forțele care determină interacțiunea chimică dintre atomii. Forțele nucleare de milioane de ori mai mare decât rezistența interacțiunii chimice dintre atomii în moleculă, se află la o distanță scurtă, nu depinde de sarcina electrică și determinarea interacțiunii dintre nucleonii în nucleul atomului. Aceste forțe sunt forțe atractive compensează repulsia Coulomb de protoni din nucleu si determina stabilitatea sau NESTABILNOSTYADER.

În funcție de raportul dintre numărul de protoni și neutroni anumite forțe pot predomina in nucleu. Pentru elementele plasate la începutul și mijlocul tabelului periodic, este dominat de energia nucleară, ceea ce conduce la stabilitatea elementelor, și mai aproape de capătul său, cu atât efectul forțelor de repulsie Coulomb și, începând cu numărul atomic 84, toate elementele sunt instabile. Cauza de instabilitate poate fi un exces de neutroni in nucleu, ceea ce explică existența izotopilor instabili.

Izotopii instabili, împreună cu elemente grele cu numărul atomic de mai sus constituie 83 nuclee familiale mari nuclide instabile putrezirea radioactive și unite printr-un singur concept al unui radionuclid.