|
Химический элемент - это определенный вид атомов с одинаковым зарядом ядра.
Свойства химических элементов и образованных ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов этих элементов.
Ядерные реакции - это изменения ядер в результате взаимодействия их с элементарными частицами и друг с другом.
Различают естественные и искусственные ядерные реакции. Самопроизвольные ядерные реакции происходят из-за распада радиоактивных элементов. Радиоактивные элементы излучая а, р ,у лучи, превращаются в ядра других атомов.
а излучение (а-частица) это поток а-частиц, которые являются ядрами атомов гелия. Они обладает сильными ионизирующими свойствами и может преодолевать металлические барьеры толщиной менее 0,01 мм.
Р - излучение (Р -частица) поток электронов с отрицательным зарядом (-1). Может преодолевать металлические барьера толщиной 0,01мм.
у-излучение-электромагнитное излучение высокой энергии, подобное рентгеновским лучам. Эти лучи могут проходить через барьер толщиной 0,1м.При испускании у частиц химический элемент не изменяется, его массовое число также не изменяется.
К основным видам радиоактивного распада относится а-распад, Р' и Р+ распад. При а- распаде порядковый номер элемента уменьшается на 2.
При Р' распаде заряд ядра увеличивается на единицу, а массовое число не изменяется. При Р+ распаде заряд ядра уменьшается на единицу, а массовое число не изменяется. Эта реакция идет с образованием -позитрона. В некоторых ядерных реакциях происходит захват ядром электрона. При этом заряд ядра уменьшается на единицу, а массовое число остается прежним.
При помощи ядерных реакций получают изотопы, обладающие радиоактивными свойствами. Все они в результате неустойчивого и радиоактивного распада превращаются в изотопы других элементов.
Радиоактивные изотопы получены для всех химических элементов. Известно примерно 1500 их разновидностей. Элементы, состоящие только из радиоактивных изотопов, называются радиоактивными. Это элементы с порядковыми номерами: z = 43, 61 и 84 -105.
Написание уравнений таких реакций основано на законах сохранения массы и заряда. Это означает, что сумма масс и сумма зарядов в левой части уравнения должна быть равна сумме масс и сумме зарядов в правой части уравнения. Например:
”Al+*He=^Si+\H
Это уравнение показывает, что при взаимодействии атома алюминия с а - частицей образуется атом кремния и протон. Радиоактивный распад радия с образованием радона и гелия следует записать так:
2ЦКа =??2 Rn +2 Не
В 1919 году Резерфорд впервые осуществил ядерную реакцию искусственно, бомбардируя а - частицами ядра атомов азота:
™N+\He="O+\H
Стабильных (нерадиоактивных) изотопов известно около ЗОО.Из них состоит большинство химических элементов периодической системы элементов Д.И. Менделеева. У некоторых элементов наряду со стабильными имеются и долгоживущие радиоактивные изотопы. Это:
40 ъг 87 nA 115 тм
16^’ 37ЛЛ, 49"*^
Элементы, расположенные после урана в периодической системе Менделеева (трансурановые элементы) являются радиоактивными и не имеют стабильных изотопов. За счет ядерного распада эти атомы становятся относительно стабильными. Распад атомного ядра происходит под влиянием нейтронов, которые изменяют устойчивость ядер. Тяжелые ядра, имеющие избыток нейтронов, самопроизвольно распадаются. Распад ядра урана - 235 можно записать следующим образом:
Можно получить изотопы всех трансурановых элементов путем воздействия нейтронов в ядерных реакторах. Такими методами получены изотопы до118 - трансурановых элементов.
Неограниченное применение находят радиоактивные препараты в медицине при диагностике и лечения заболеваний. Для определения наличия опасных опухолей у больных раком используется способность опухолевых тканей поглощать радиоактивные элементы. Например, используется фосфат натрия, который имеет в составе изотоп, фосфора-32, который применяется для обнаружения опасных опухолей в организме. Известно, например, что деятельность щитовидной железы тесно связана с обменом йода. Вводя больному ничтожно малые количества изотопа йода-131 (в виде натриевой соли),удается установить, насколько нормально функционирует щитовидная железа.
При лечении хронического лейкоза рекомендуются меченные изотопы фосфора-32, цинка-65 и золота-198 и фосфат натрия. При лечении раковых заболеваний использовали у-лучи испускаемые изотопом кобальта .Этот изотоп обладает рядом преимущество по сравнению с радием или рентгеновским излучением, так как не излучает сильно проникающие у-кванты. Радионуклиды меди-64, серебра -111, и золота -198 используются для изучения метаболических процессов в организме в качестве радиоактивного индикатора.
Каждое ядро урана распадается с очень большим количеством энергии. Основа современной ядерной энергии основана на реакции распада урана.
Do'stlaringiz bilan baham: |
