Atom este format dintr-un nucleu și orbiteaza electroni - studopediya

Atom este cea mai mică parte a unui element chimic, fiind proprietățile sale purtătoare.

nuclee de transformare radioactive

Tema 1: de natura fizică și surse de radiații PERICOLE PENTRU OBIECTE MEDIU

radiație radioactivă apar în mod natural, ca urmare a transformărilor radioactive ale nucleelor ​​atomice. Cunoașterea acestor transformări va permite să evalueze în mod obiectiv gradul de pericol de radiații și de a rezolva problema de protecție împotriva acestora.

1.1.1. GENERALITĂȚI atom INFORMATII si nucleul atomic

Ne amintim câteva concepte ale fundamentale ale chimiei și fizicii nucleare:

Fiecare element chimic corespunde unei compoziții specifice a atomului. Atomii pot exista într-o stare liberă, și legat în moleculele. Toate proprietățile chimice și fizice ale unui atom sunt determinate de particularitățile structurii sale. Atomii au dimensiuni de ordinul a 10 -10 m și o greutate de 10 -27 kg.

modelul structurii atomice a fost propusă în 1913 de fizicianul danez Niels Bohr, în baza căruia a fost adoptat modelul planetar al lui Rutherford. Se consideră că atomul este format dintr-un miez încărcat pozitiv în jurul căruia se deplaseze de-a lungul orbitei bine definite particule incarcate negativ - electroni. Electronii sunt scoase din miez de o distanță de aproximativ 10 -5 m. Valoarea taxei de electroni este de 1,6 x 10 -19 CI și greutate mai puțin nucleul atomului de hidrogen de aproximativ 1840 de ori și este de 10 x 9,1 -31 kg. de masă atomică Rezumat este concentrată în miez, pe electronul are mai puțin de 0,05% în greutate atomului. Situat la distanțe diferite de la un nucleu atomic, electronii formează straturile de electroni (coajă de electroni). Pe fiecare carcasa K (număr plic) poate fi nu mai mult de 2 K 2 electroni. Fiecare carcasă se caracterizează prin nivelul său de energie. În cazul în care electronii umple orbitele lor, atomul este într-o stare stabilă.

referința noastră. În atom, în nucleul unui atom din univers este interacțiunea dintre forțe opuse angajate în echilibru dinamic.

Dacă electronul orbital primește energie suplimentară din exterior, se mișcă într-o orbită mai îndepărtată (atomul devine excitat). Striving pentru echilibru, după ceva timp, electronul revine la orbita sa, energia vor fi alocate sub forma unui foton este egal cu h # 957; (Planck h constanta = 6,6262 x 10 -34 J / sec. # 957; - frecvența razei gamma).

3. Densitatea substanței nucleare este foarte mare și se ridică 1,8h10 17 kg / m 3. Aceasta demonstrează energia intranucleare extraordinară. Cea mai mare densitate a materialului nuclear în elementele aflate în mijlocul DI tabelul periodic Mendeleev.

4. Kernel-ul este complex și nu este pe deplin înțeles, dar partea principală este suficient să se ia în considerare pentru a înțelege natura de radioactivitate, forțele principale și unele particule elementare de bază.

Particulele elementare sunt caracterizate prin masă, sarcină electrică, de spin, și o serie de alte variabile. Până în prezent, există o anumită clasificare a particulelor elementare, combinându-le în trei grupuri: fotoni, leptoni si hadroni. Acesta se referă la fotoni de grup o particula - un foton, care este un purtător de energie prin unde electromagnetice.

Grupul sunt leptoni - electron, muon, neutrini Taoon corespunzătoare și antiparticule lor. Leptoni sunt fermioni, acestea sunt creditate cu o rotație egală cu ½.

Partea principală a particulelor elementare sunt hadronii, care includ kaonii, h mezoni, nucleoni, hyperons și antiparticule lor. Munca este în curs de desfășurare pentru a găsi noi particule, ceea ce ar constitui baza pentru construirea tuturor hadroni. Există o ipoteză a existenței cuarci, cu care se poate construi toate cunoscute hadronii.

Nucleele constau din nucleoni. ²Nuklony (din nucleu latin - miez) - nume general pentru protoni și neutroni, care toate nucleele atomice, adică construite nucleon este numele nucleului atomic, format din protoni și neutroni.

Nuclide. denumirea comună a nucleelor ​​atomice, diferă prin numărul de neutroni și protoni. Nuclide cu același număr în nucleul unui protoni element chimic și un număr diferit de neutroni se numesc izotopi.

Proton (de la Protos greacă - prima) particule elementare stabile, cu o sarcină pozitivă și masă „1836 mine. (Me - masa de electroni.). Împreună cu neutroni, protoni formează nucleele atomice ale tuturor elementelor chimice, în care numărul de protoni din nucleu este egal cu numărul atomic al elementului și deci determină locația elementului în sistemul periodic. Proton este Andron. Durata de viață medie a unui proton> 10 la 30 de ani. În anumite condiții (interacțiune slabă) cu transformările proton intranucleari intră neutron manifestată în formă de beta - dezintegrarea nucleelor ​​și captura de electroni cu emisie de un pozitron (taxa este egal cu 1) și un neutrino.

Neutron - particule neutre electric elementare cu o masă ( „1840 mi), puțin peste masa unui proton. Aceasta se referă la o clasă de Andronov. Durata de viață medie a unui neutron „15.3 minute. La interacțiunea cu neutroni scăzută se poate transforma intr-un proton prin beta - dezintegrare cu emisie de electroni (încărcare = -1) și antineutrini.

Pozitroni - o particulă elementară, care este egală cu masa masei de electroni, dar are o sarcină pozitivă egală ca mărime cu taxa de electroni.

5. nucleu Durabilitate da neutroni și mezoni pi ca particule „lipici nuclear“. Și dacă protonul are o strângere și proprietăți respingătoare, neutroni - strângere doar proprietăți. În interiorul protonii și neutronii nucleului comunice unul cu celălalt pioni (energie electromagnetică cheag de nor mezoni), care dă putere kernel-ul. Pi-mezon 7 ori mai ușor decât un proton și 270 de ori mai mare decât un electron.

6. Rezistența nucleului depinde de raportul dintre câmpurile din nucleu: electric, gravitațional, nucleare, electromagnetice, slabe. Raza forțelor nucleare nucleonilor egală cu raza (de ordinul a 10 -13 m). Domeniul nuclear este cel mai puternic.

7. In nucleul proton al atomului poate fi împărțit într-un neutron, un pozitron și un neutrino. Neutronul poate fi împărțită într-un proton, un electron și un antineutrino.

8. Numărul de electroni (sarcină negativă) pe orbite atomice este numărul de protoni (sarcină pozitivă) în nucleu. În această stare, atomul este relativ stabil și electric neutru.

9. Numărul de protoni din nucleul unei definiții riguroase și neutroni poate fi un număr diferit, dar unul care dă stabilitatea kernel-ului. Substanțele care diferă numai în numărul de neutroni din nucleu se numesc izotopi.

10. Este demonstrat experimental că masa de bază mai mică decât malonic-masa nucleon intrare. Acest fenomen se numește defect de masă, și a explicat prin teoria relativității a lui Einstein A..

nucleu atom în masă și componentele sale se măsoară în unități atomice de masă (AEM). 1 AEM egal cu 1/12 din masa de carbon-12 atomi, care este de 1,66 x 10 -27 kg. Cu toate acestea, în cazul în care greutatea însumate de protoni și neutroni din nucleu (masă proton - 1.007277 AEM, neutronice - 1.086652 AEM), valorile obținute de o discrepanță cu masa nucleară, găsite prin experimentare, adică format prin defectul de masă. Să ne explicăm ce înseamnă acest lucru. Conform teoriei relativității, Einstein energie A. particula se supune E = mc 2 (unde m - masa particulei, c - viteza de lumină). Din ecuația rezultă că fiecare schimbare în masa particulei trebuie să corespundă cu schimbarea de energie. Energia care trebuie să fie cheltuite pentru a distruge miezul si separa in nucleoni libere, numită energia de legare nucleară. Nucleonilor mai puternice interacționează unii cu alții în nucleu, mai mult de lucru este necesar să se facă la distrugerea acestuia. În procesul invers - procesul de nucleație nucleoni liberi - forțele nucleare efectuează muncă și, prin urmare, de asemenea, în acest caz standuri energiya.Odnako, puterea de bază nu determină energia de unire completă și energia de legătură per nucleon, adică energia de legare specifică. Durabilitate diferite nuclee variază. Cel mai robust număr yavlyayuisya nucleu nucleon de aproximativ 60. Masa proprietate defect este utilizat pentru izolarea energiei nucleare în fisiune și fuziunea nucleelor ​​atomilor.

1.1.2. fenomenul de radioactivitate

Pentru prima dată capacitatea nuclee de elemente grele spontan de degradare a fost descoperit de Becquerel in 1896. Mai târziu, Rutherford și Curie a arătat că nucleele unor elemente care se confruntă cu transformări succesive, pentru a forma elemente radioactive cu lanț de dezintegrare, în care fiecare număr element apar din precedente, în care orice influențe externe fizice (temperatură, câmpuri electrice și magnetice, presiune, etc.) nu pot fi modifică performanța colapsului.

Capacitatea de nuclee instabile transformă spontan în nuclee de alte elemente care emit diferite tipuri de radiații sunt numite radioactivitate. și izotopi ale căror nuclee sunt capabile în mod spontan de dezintegrare - radionuclizi.

Acolo radionuclizii partea de mijloc a tabelului DI Mendeleev și trei radioaktivnyhryada (familie) radionuclizi grele. Progenitori seria radioactivă sunt toriu - 232, uraniu - 238, uraniu - 235.

Numărul transformărilor nucleare radionuclizilor grele pot fi diferite, dar ultimul element al cărui miez nu se rupe, este plumb. Dezintegrarea radioactiva este descrisă folosind ecuații bazată pe egalitatea și valorile taxelor de numere de masă:

În cazul în care M - numărul de masă egală cu cantitatea în nucleul de protoni și neutroni;

unde: Z - numărul de protoni din nucleu;

n - numărul de neutroni din nucleu.

Legea conservării masei:

Punerea în aplicare a legii de conservare a sarcinii electrice:

Există 4 tipuri de dezintegrare radioactivă: alfa descompunere, beta-dezintegrare, nucleele atomice de fisiune spontana (neutron descompunere), radioactivitatea proton (sinteza proton).

Dezintegrării alfa - este caracteristică a nucleelor ​​de elemente grele. exemplu: