Inleiding tot de Scheikunde

termen

• Alfa-deeltje bestaande uit twee protonen en twee aan elkaar gebonden neutronen, identiek aan een heliumkern.
• bètaparticlea hoog-energetisch elektron dat vrijkomt tijdens beta-verval.,
• gammastraling golf van elektromagnetische energie met hoge energie.
• isotopenvariant van een bepaald chemisch element, dat hetzelfde aantal protonen deelt als andere atomen van het element, maar verschilt in het aantal neutronen.

radioactief verval treedt op wanneer een onstabiele atoomkern energie verliest door energie uit te zenden in de vorm van uitgezonden deeltjes of elektromagnetische golven, straling genoemd. Isotopen zijn atomen van hetzelfde element (waardoor hetzelfde aantal protonen) die verschillen in het aantal neutronen in hun kern., Sommige isotopen van een bepaald element zijn onstabieler dan andere, waardoor een kernreactie ontstaat die energie vrijmaakt om een stabielere kernconfiguratie te bereiken. Dergelijke isotopen zijn radioactief, en worden aangeduid als ” radio-isotopen.”

soorten verval

Er zijn vele soorten geëmitteerde deeltjes en straling die radio-isotopen produceren wanneer ze verval. De types die we hier zullen bespreken zijn: alpha, beta, en gamma (vermeld in toenemende capaciteit om materie te penetreren). Alfaverval wordt alleen gezien in zwaardere elementen groter dan atoomnummer 52, tellurium., De andere twee soorten verval zijn te zien in alle elementen.

tabel van radioactieve decayradionucliden kan een aantal verschillende reacties ondergaan, die hier worden samengevat. Een kern met massagetal A en atoomnummer Z wordt weergegeven als (A, Z). De kolom “Dochterkern” geeft het verschil aan tussen de nieuwe kern en de oorspronkelijke kern. Dus, (A − 1, Z) betekent dat het massagetal één minder is dan voorheen, maar het atoomnummer veranderde niet.,

alfa -, bèta -, Gammasamenstelling

alfa-deeltjes dragen een positieve lading, bèta-deeltjes dragen een negatieve lading en gammastralen zijn neutraal. Alfadeeltjes hebben een grotere massa dan bètadeeltjes. Door alfadeeltjes door een zeer dun glazen venster te laten gaan en ze in een ontladingsbuis te vangen, vonden onderzoekers dat alfadeeltjes gelijkwaardig zijn aan helium (He) kernen. Andere experimenten toonden de gelijkenis aan tussen klassieke bètastraling en kathodestralen; het zijn beide stromen van elektronen., Ook gammastraling en röntgenstraling bleken soortgelijke hoge-energetische elektromagnetische straling te zijn.

De drie soorten straling hebben verschillende niveaus van penetrerend vermogen. Het doordringende vermogen verwijst naar de energie waarmee de stralingsdeeltjes uit het atoom worden uitgestoten. Hoe hoger de energie, hoe meer de deeltjes of licht geproduceerd door radioactief verval een stof zal binnendringen.

alfaverval

een alfadeeltje (α\alpha) bestaat uit twee protonen en twee neutronen die aan elkaar zijn gebonden. Dit type straling heeft een positieve lading (door de aanwezigheid van twee protonen). Een alfadeeltje wordt soms weergegeven met behulp van het chemische symbool He2+, omdat het dezelfde structuur heeft als een heliumatoom dat zijn twee elektronen mist-vandaar de totale lading van +2., Hun enorme omvang (in vergelijking met BÃ tadeeltjes, bijvoorbeeld) betekent alfadeeltjes hebben een zeer lage penetratie vermogen. Penetratievermogen beschrijft hoe gemakkelijk de deeltjes door een ander materiaal kunnen gaan. Omdat alfadeeltjes een lage penetratiekracht hebben, kan bijvoorbeeld de buitenste laag van de menselijke huid deze deeltjes blokkeren.

alfa-verval treedt op omdat de kern van een radio-isotoop te veel protonen heeft. Een kern met te veel protonen veroorzaakt afstoting tussen deze ladingen. Om deze afstoting te verminderen, zendt de kern een α-deeltje uit., Voorbeelden hiervan zijn te zien in het verval van americium (Am) tot neptunium (Np).

bètaverval

in radioactieve kernen met te veel neutronen kan een neutron worden omgezet in een elektron, betadeeltje genaamd. Bètadeeltjes (β) hebben een hogere penetratiekracht dan alfadeeltjes (ze kunnen door dikkere materialen zoals papier gaan).

tijdens het beta-verval neemt het aantal neutronen in het atoom met één af en neemt het aantal protonen met één toe. In feite werd een neutron omgezet in een proton in de rottende kern, waarbij een bètadeeltje vrijkwam., Omdat het aantal protonen voor en na het verval anders is, is het atoom veranderd in een ander element.

gammastraling

sommige vervalreacties geven energie vrij in de vorm van elektromagnetische golven die gammastraling worden genoemd. Gammastraling (γ) maakt deel uit van het elektromagnetische spectrum, net als zichtbaar licht. In tegenstelling tot zichtbaar licht kunnen mensen gammastralen echter niet zien, omdat ze een veel hogere frequentie en energie hebben dan zichtbaar licht. Gammastraling heeft geen massa of lading. Dit type straling kan de meest voorkomende stoffen, waaronder metalen, binnendringen., De enige stoffen die deze straling kunnen absorberen zijn dik lood en beton.

Gammavervalreacties treden op als de energie van de kern van de radio-isotoop te hoog is en het resulterende atoomnummer en de atoommassa tijdens de reactie onveranderd blijven.