Úvod do Chemie

Podmínky

• alfa particleA částice, skládající se ze dvou protonů a dvou neutronů svázány dohromady, totožné jádro helia.
• beta částicevysokoenergetický elektron uvolněný během rozpadu beta.,
• gamma rayHigh-energetická vlna elektromagnetické energie.
• isotopeA varianta určitého chemického prvku, který sdílí stejný počet protonů jako ostatní atomy prvku, ale liší se v počtu neutronů.

radioaktivní rozpad nastává, když nestabilní atomové jádro ztrácí energii vyzařováním energie ve formě emitovaných částic nebo elektromagnetických vln, nazývaných záření. Izotopy jsou atomy stejného prvku (čímž mají stejný počet protonů), které se liší počtem neutronů v jejich jádru., Některé izotopy daného prvku jsou nestabilnější než jiné, což způsobuje jadernou reakci, která uvolňuje energii k dosažení stabilnější jaderné konfigurace. Takové izotopy jsou radioaktivní a jsou označovány jako „radioizotopy.“

typy rozpadu

existuje mnoho typů emmitovaných částic a záření, které radioizotopy produkují, když se rozpadají. Typy, které zde budeme diskutovat, jsou: alfa, beta a gama (uvedené ve zvyšující se schopnosti proniknout do hmoty). Alfa rozpad je vidět pouze u těžších prvků větších než atomové číslo 52, tellurium., Další dva typy rozpadu jsou vidět ve všech prvcích.

Alfa, Beta, Gama Složení

Alfa částice nesou kladný náboj, beta částice nesou záporný náboj, a gama paprsky jsou neutrální. Alfa částice mají větší hmotnost než beta částice. Procházením alfa částic velmi tenkým skleněným oknem a jejich zachycením ve vypouštěcí trubici vědci zjistili, že alfa částice jsou ekvivalentní jádrům hélia (He). Jiné experimenty ukázaly podobnost mezi klasickým beta zářením a katodovými paprsky; oba jsou proudy elektronů., Stejně tak bylo zjištěno, že záření gama a rentgenové záření jsou podobné vysokoenergetickému elektromagnetickému záření.

tři typy záření mají různé úrovně pronikající síly. Penetrační síla se týká energie, se kterou jsou částice záření vysunuty z atomu. Čím vyšší je energie, tím více částice nebo světlo produkované radioaktivním rozpadem proniknou do látky.

Alfa Rozpad

alfa částice (α\alpha) je tvořeno dvěma protony a dvěma neutrony vázány dohromady. Tento typ záření má kladný náboj (kvůli přítomnosti dvou protonů). Alfa částice je někdy reprezentován pomocí chemické symbol He2+, protože to má stejnou strukturu jako atom, kterému chybí dva elektrony—tedy celkový náboj +2., Jejich masivní velikost (například ve srovnání s částicemi beta) znamená, že alfa částice mají velmi nízkou penetrační sílu. Penetrační síla popisuje, jak snadno mohou částice procházet jiným materiálem. Vzhledem k tomu, že částice alfa mají nízkou penetrační sílu, může například vnější vrstva lidské kůže blokovat tyto částice.

alfa rozpad nastává, protože jádro radioizotopu má příliš mnoho protonů. Jádro s příliš mnoha protony způsobuje odpor mezi těmito náboji. Aby se snížila tato odpuzování, jádro vydává α částice., Příklady toho lze vidět v rozpadu americium (Am) na neptunium (Np).

beta Decay

v radioaktivních jádrech s příliš mnoha neutrony může být neutron přeměněn na Elektron, nazývaný beta částice. Beta částice (β) mají vyšší penetrační sílu než alfa částice (jsou schopny procházet silnějšími materiály, jako je papír).

během rozpadu beta se počet neutronů v atomu snižuje o jeden a počet protonů se zvyšuje o jeden. Účinně, neutron byl přeměněn na proton v rozpadajícím se jádru, v procesu uvolňování beta částice., Vzhledem k tomu, že počet protonů před a po rozpadu je odlišný, atom se změnil na jiný prvek.

Gama Decay

některé rozpadové reakce uvolňují energii ve formě elektromagnetických vln nazývaných gama paprsky. Gama záření (γ) je součástí elektromagnetického spektra, stejně jako viditelné světlo. Na rozdíl od viditelného světla však lidé nemohou vidět gama paprsky, protože mají mnohem vyšší frekvenci a energii než viditelné světlo. Gama záření nemá hmotnost ani náboj. Tento typ záření je schopen proniknout do nejběžnějších látek, včetně kovů., Jediné látky, které mohou absorbovat toto záření, jsou tlusté olovo a beton.

reakce rozpadu Gama se vyskytují, pokud je energie jádra radioizotopu příliš vysoká a výsledné atomové číslo a atomová hmotnost zůstávají v průběhu reakce nezměněny.