Информаторий

Искать по букве
Е

Естественные радионуклиды

Многие радионуклиды встречаются в природе. Углерод, например, в основной стабильной форме углерода-12 содержит шесть протонов и шесть нейтронов. При взаимодействии с космическими лучами в атмосфере может образоваться углерод-14, радионуклид, состоящий из шести протонов и восьми нейтронов. Углерод-14 распадается путем перехода нейтронов в протоны и испусканием бета-частиц: таким образом, нуклид превращается в стабильный азот-14, который состоит из семи протонов и семи нейтронов. Измерение отношения стабильных к радиоактивными изотопам является основой техникой датировки. 

Другие природные радионуклиды образуются в результате серии распадов урана и тория. Каждый из этих рядов заканчивается стабильным нуклидом свинца, образуя в процессе распадов другие известные элементы. Например, распад урана-238 заканчивается нуклидом свинца-206: во время распада образуется промежуточный элемент радон-222, который образует одну из основных дозовых нагрузок на человека.

Р

Радиоактивность и радиация

Нуклиды в природе могут быть стабильными или нестабильными. Стабильность определяется, главным образом, за счет баланса между количеством нейтронов и протонов, которые нуклид содержит. Ядра со слишком большим количеством нейтронов, как правило, превращаются в более стабильную структуру путем преобразования нейтрона в протон. Этот процесс, известный как бета-распада, приводит к испусканию отрицательно заряженного электрона - бета-частицы. Ядра со слишком большим числом протонов преобразуют лишние протоны в нейтроны при иной форме бета-распада: они теряют положительный заряд путем испускания позитрона, который является положительно заряженным электроном.

Эти преобразования часто оставляют в ядре избыток энергии, которое оно теряет за счет испускания гамма-лучей - фотонов высокой энергии, которые не имеют массы и заряда. Спонтанное изменение состава ядра называется радиоактивностью, и избыточная энергия испускается в форме (ионизирующего) излучения. Это преобразование называется распадом, а нестабильные нуклиды, которые изменяются и испускают излучение, называются радионуклидами. Некоторые тяжелые ядра, как правило, с атомным номером более 82, распадаются, производя альфа-частицу, состоящую из двух протонов и двух нейтронов. Идентичные с ядром гелия, альфа-частица гораздо тяжелее, чем бета-частицы и несут две единицы положительного заряда.

С

Структура материи

В нашем мире все состоит из атомов. Они являются основными строительными блоками таких элементов, как водород, углерод, кислород, железо и свинец. Каждый атом содержит центральное крошечное положительно заряженное ядро и несколько электронов. Электроны обладают отрицательным электрическим зарядом и движутся вокруг ядра по облакам или как их называют - оболочкам, у которых слабо определенны границы. Ядро обычно в 10 000 раз меньше, чем электронные облака, а сами электроны еще меньше ядер. Это означает, что атом в основном пустой. Ядро атома содержит протоны, которые несут положительный заряд, равный отрицательному заряду электрона, и нейтроны, которые не несут никакого заряда. Каждый атом содержит одинаковое число протонов и электронов и, следовательно, электрически нейтрален. Атомы одного или разных элементов могут объединяться в более крупные, незаряженные структуры, называемые молекулы. Например, два атома кислорода образуют одну молекулу кислорода, а два атома водорода в сочетании с одним атомом кислорода образуют одну молекулу воды. Число протонов в ядре называется атомным номером и является уникальной характеристикой атома. Например, атомный номер углерода - 6, а свинца - 82. Протоны и нейтроны имеют одинаковую массу, и намного тяжелее, чем электроны. Большая часть массы в атоме сосредоточена в ядре. Общее количество протонов и нейтронов называется массовым числом. Как правило, для обозначения элемента  используется его имя вместе с массовым числом. Так углеродом-12 является нуклид с шестью протонами и шестью нейтронами. Свинцом-208 является нуклид с 82 протонами и 126 нейтронами. Элементы, которые имеют одинаковое число протонов, но разное число нейтронов, называются изотопами этого элемента. Водород, например, имеет три изотопа: водород-1 (водорода с ядром состоящим только из одного протона), водород-2 - дейтерий (один протон и один нейтрон), и водород-3 -тритий (один протон и два нейтрона). Железо имеет десять изотопов: 26 протонов и от 26 до 35 нейтронов в ядре.