Introduksjon til Kjemi

Vilkår

• alpha particleA partikkel som består av to protoner og to nøytroner som er bundet sammen, er identisk med et helium i kjernen.
• beta particleA høy energi elektron utgitt under beta forfall.,
• gamma rayHigh-energi bølge av elektromagnetisk energi.
• isotopeA variant av et bestemt grunnstoff, som deler samme antall protoner som andre atomer av grunnstoffet, men varierer i antall nøytroner.

Radioaktive forfall oppstår når en ustabil atomkjerne taper energi ved avgir energi i form av partikler som slippes ut eller elektromagnetiske bølger, kalt stråling. Isotoper er atomer av samme grunnstoff (og dermed ha samme antall protoner) som varierer i antall nøytroner i sin kjerne., Noen isotoper av et gitt element er mer ustabil enn andre, noe som forårsaket en kjernefysisk reaksjon som frigjør energi for å oppnå en mer stabil kjernefysiske konfigurasjon. Slike isotoper er radioaktive, og er referert til som «radioisotopes.»

Typer Forfall

Det er mange typer emmitted partikler og stråling som radioisotopes produsere når de forfaller. De typer vi vil diskutere her er: alfa -, beta-og gamma (oppført i økende evne til å trenge inn i saken). Alfa forfall er bare sett på tyngre elementer som er større enn atom nummer 52, tellurium., De to andre typer av forfall er sett i alle elementene.

Alfa -, Beta -, Gamma Sammensetning

Alfa-partikler har en positiv kostnad -, beta-partikler ha en negativ ladning, og gammastråler er nøytrale. Alfa-partikler har større masse enn beta-partikler. Ved å sende alfa-partikler gjennom et svært tynt glass til vindu og fange dem i en utladning rør, fant forskerne at alfa-partikler er tilsvarende til helium (he) kjerner. Andre eksperimenter viste likheten mellom klassisk beta-stråling og katoden stråler; de er begge strømmer av elektroner., Likeledes, gamma-stråling og røntgen ble funnet å være tilsvarende høy-energi elektromagnetisk stråling.

De tre typer stråling har ulike nivåer av innflytelse. Gjennomtrengende kraft refererer til den energien som stråler ut partikler slynges ut i fra atomet. Jo høyere energi, jo flere partikler eller lys produsert av radioaktiv nedbrytning vil trenge inn i et stoff.

Alpha Forfall

En alfa-partikkel (α\alpha) består av to protoner og to nøytroner som er bundet sammen. Denne typen stråling har en positiv ladning (på grunn av tilstedeværelsen av to protoner). En alfa-partikkel er noen ganger representert med kjemisk symbol He2+, fordi det har samme struktur som et helium atom mangler to elektroner—derav samlet kostnad på +2., Deres massive størrelse (i forhold til beta-partikler, for eksempel) betyr alfa-partiklene har svært lav penetrasjon makt. Penetrasjon makt beskriver hvor lett den partikler kan passere gjennom et annet materiale. Siden alfa-partikler har en lav penetrasjon strøm utenfor laget av den menneskelige huden, for eksempel, kan blokkere disse partiklene.

Alpha forfall oppstår fordi kjernen av en radioisotop har for mange protoner. En kjerne med for mange protoner årsaker frastøting mellom disse som kostnader. For å redusere denne frastøting, kjernen sender ut en α-partikkel., Eksempler på dette kan sees i nedbrytning av americium (Am) til neptunium (Np).

Beta Forfall

I radioaktive atomkjerner med for mange nøytroner, et nøytron kan konverteres til et elektron, kalt beta partikkelen. Beta-partikler (β) har en høyere penetrasjon strøm enn alfa-partikler (de er i stand til å passere gjennom tykkere materialer som papir).

i Løpet av beta forfall, antall nøytroner i et atom reduseres med ett, og antall protoner øker med én. Effektivt, et nøytron ble omdannet til et proton i råtnende kjernen i prosessen lanserer en beta partikkelen., Siden antall protoner før og etter forfall er forskjellige, atom har byttet til et annet element.

Gamma Forfall

Noen forfall reaksjoner frigjøre energi i form av elektromagnetiske bølger kalt gamma-stråler. Gammastråling (γ) er en del av det elektromagnetiske spekteret, akkurat som synlig lys. Imidlertid, i motsetning til synlig lys, mennesker ikke kan se gamma stråler, fordi de har en mye høyere frekvens og energi enn synlig lys. Gammastråling har ingen masse eller kostnad. Denne type stråling er i stand til å trenge mest vanlige stoffer, inkludert metaller., Den eneste stoffer som kan absorbere denne strålingen er tykk bly og betong.

Gamma forfall reaksjoner oppstå hvis energien i radioisotop er kjernen er for høy, og den resulterende atomnummer og atommasse forbli uendret i løpet av reaksjonen.