Bevezetés a Kémia

kifejezések

• alfa particleA részecske, amely két protonból és két neutronból áll, amelyek egy héliummaggal azonosak.
• béta particleaa béta-bomlás során felszabaduló nagy energiájú elektron.,
• gamma rayHigh-energia hullám elektromágneses energia.
• izotópegy adott kémiai elem egy változata, amely ugyanolyan számú protonnal rendelkezik, mint az elem többi atomja, de különbözik a neutronok számától.

a radioaktív bomlás akkor fordul elő, amikor egy instabil atommag energiát veszít azáltal, hogy energiát bocsát ki kibocsátott részecskék vagy elektromágneses hullámok formájában, úgynevezett sugárzás formájában. Az izotópok ugyanazon elem atomjai (ezáltal azonos számú protonnal rendelkeznek), amelyek különböznek a magban lévő neutronok számában., Egy adott elem egyes izotópjai instabilabbak, mint mások, olyan nukleáris reakciót okozva, amely energiát bocsát ki a stabilabb nukleáris konfiguráció elérése érdekében. Az ilyen izotópok radioaktívak, amelyeket “radioizotópoknak” neveznek.”

A bomlás típusai

a radioaktív izotópok bomlása során sokféle sugárzási és sugárzási típus létezik. A típusok fogunk beszélni itt: alfa, béta, gamma (felsorolt növekvő képessége, hogy behatoljon az anyag). Az alfa-bomlás csak az 52-es atomszámnál nagyobb nehezebb elemekben, a telluriumban látható., A másik két fajta bomlás látható az összes elem.

alfa, béta, Gamma összetétel

az alfa-részecskék pozitív töltést hordoznak, a béta-részecskék negatív töltést hordoznak, a gamma-sugarak semlegesek. Az alfa-részecskék nagyobb tömegűek, mint a béta-részecskék. Azáltal, hogy az alfa-részecskéket egy nagyon vékony üvegablakon áthaladva egy kisülési csőbe csapdázzák, a kutatók azt találták, hogy az alfa-részecskék egyenértékűek a hélium (He) magokkal. Más kísérletek hasonlóságot mutattak a klasszikus béta-sugárzás és a katódsugarak között; mindkettő elektronáram., Hasonlóképpen, a gamma-sugárzás és a röntgensugárzás is hasonló nagy energiájú elektromágneses sugárzásnak bizonyult.

A három típusú sugárzás különböző szintű behatoló erővel rendelkezik. A behatoló teljesítmény arra az energiára utal, amellyel a sugárzási részecskék kilökődnek az atomból. Minél nagyobb az energia, annál inkább a radioaktív bomlás által termelt részecskék vagy fény behatol egy anyagba.

alfa-bomlás

egy alfa-részecske (α\alpha) két protonból és két egymáshoz kötött neutronból áll. Az ilyen típusú sugárzás pozitív töltéssel rendelkezik (két proton jelenléte miatt). Az alfa-részecskét néha a He2 + kémiai szimbólummal ábrázolják, mert ugyanolyan szerkezetű, mint egy héliumatom, amely hiányzik a két elektronjából—tehát a +2 teljes töltése., Hatalmas méretük (például a béta részecskékhez képest) azt jelenti, hogy az alfa-részecskék nagyon alacsony penetrációs teljesítményűek. A behatolási teljesítmény leírja, hogy a részecskék milyen könnyen haladhatnak át egy másik anyagon. Mivel az alfa-részecskék alacsony penetrációs képességgel rendelkeznek, az emberi bőr külső rétege például blokkolhatja ezeket a részecskéket.

az alfa-bomlás azért következik be, mert a radioizotóp magjának túl sok protonja van. A túl sok protonnal rendelkező mag repulziót okoz ezek között, mint a töltések. Ennek a repulziónak a csökkentése érdekében a mag α részecskét bocsát ki., Erre példa lehet az americium (Am) neptunium (Np) bomlása.

béta-bomlás

túl sok neutronnal rendelkező radioaktív magokban a neutron elektronná alakítható, úgynevezett béta-részecskévé. A béta-részecskék (β) nagyobb penetrációs erővel rendelkeznek, mint az alfa-részecskék (képesek vastagabb anyagokon, például papíron áthaladni).

a béta-bomlás során az atomban lévő neutronok száma egyvel csökken, a protonok száma pedig egyvel nő. Hatékonyan, egy neutron átalakult egy proton a bomló mag, a folyamat felszabadító béta részecske., Mivel a protonok száma a bomlás előtt és után eltérő, az atom más elemré változott.

Gamma-bomlás

egyes bomlási reakciók energiát bocsátanak ki elektromágneses hullámok formájában, úgynevezett gamma-sugarak formájában. A Gamma-sugárzás (γ) az elektromágneses spektrum része, akárcsak a látható fény. A látható fénytől eltérően azonban az emberek nem látnak gamma-sugarakat, mert sokkal nagyobb frekvenciájuk és energiájuk van, mint a látható fénynek. A Gamma-sugárzásnak nincs tömege vagy töltése. Ez a fajta sugárzás képes behatolni a leggyakoribb anyagokba, beleértve a fémeket is., Az egyetlen anyag, amely elnyeli ezt a sugárzást, vastag ólom és beton.

Gamma-bomlási reakciók akkor fordulnak elő, ha a radioizotóp magjának energiája túl magas, és a kapott atomszám és atomtömeg változatlan marad a reakció során.