Radioaktyvusis skilimas ir jo dėsningumai

Šioje temoje nagrinėjami trys pagrindiniai radioaktyviojo skilimo tipai: alfa, beta ir gama skilimas. Taip pat aptariama, kaip šie skilimai keičia atomo branduolio sudėtį, masę ir krūvį, bei pristatomi nuklidų žemėlapiai, skirti vizualizuoti izotopų skilimo sekas. Galiausiai pateikiamas konkretus radioaktyviojo skilimo pavyzdys.

Alfa skilimas
Alfa skilimas – tai branduolinė reakcija, kurios metu iš atomo branduolio išspinduliuojama alfa dalelė (helio-4 branduolys, \(^4_2\text{He}\)). Po skilimo susidaro naujas elementas, kurio atominė masė yra 4 vienetais mažesnė, o atominis skaičius (eilės numeris) – 2 vienetais mažesnis nei pradinio elemento. Bendras nukleonų skaičius ir branduolio krūvis išlieka nepakitę. Alfa skilimas būdingas sunkiems branduoliams.
Alfa skilimas
Alfa (α) skilimas yra radioaktyvusis skilimas, kurio metu atomo branduolys išspinduliuoja alfa dalelę, kuri yra helio branduolys (\(⁴₂He\)). Šis skilimas būdingas sunkiems branduoliams. Po α skilimo susidaro naujo cheminio elemento branduolys.
Alfa skilimas
Alfa (α) skilimas yra radioaktyviojo skilimo tipas, kai nestabilus atomo branduolys išspinduliuoja alfa dalelę, kuri yra helio branduolys (\(^{4}_{2}He\)). Šio proceso metu laikomasi nukleonų skaičiaus ir krūvio tvermės dėsnių. Dėl α skilimo pradinio elemento masės skaičius (A) sumažėja 4 vienetais, o atominis numeris (Z, protonų skaičius) sumažėja 2 vienetais, susidarant naujam cheminiam elementui. Bendroji skilimo lygtis yra: \(^{A}_{Z}X \rightarrow ^{A-4}_{Z-2}Y + ^{4}_{2}He\). Pavyzdžiui, radžio skilimas: \(^{226}_{88}Ra \rightarrow ^{222}_{86}Rn + ^{4}_{2}He\).
Bendrieji radioaktyviojo skilimo principai
Radioaktyvusis skilimas yra nestabilių atomų branduolių savaiminis virsmas į kitų elementų branduolius, išspinduliuojant radioaktyviąsias daleles ar kvantus. Vykstant bet kokiam branduolio skilimui, galioja du pagrindiniai tvermės dėsniai: nukleonų skaičiaus tvermės dėsnis (bendras protonų ir neutronų skaičius lieka nepakitęs) ir krūvio tvermės dėsnis (bendras krūvis prieš skilimą lygus bendram krūviui po skilimo).
Beta skilimas
Beta (β⁻) skilimas yra radioaktyviojo skilimo tipas, kai branduolyje vienas neutronas (\(n\)) virsta protonu (\(p\)), išspinduliuojant elektroną (\(e^{-}\), vadinamą beta dalele) ir antineutriną. Šio proceso metu laikomasi nukleonų skaičiaus ir krūvio tvermės dėsnių. Dėl β⁻ skilimo branduolio masės skaičius (A) lieka nepakitęs, tačiau atominis numeris (Z) padidėja vienetu, nes branduolyje atsiranda papildomas protonas. Susidaro naujas cheminis elementas. Bendroji skilimo lygtis yra: \(^{A}_{Z}X \rightarrow ^{A}_{Z+1}Y + ^{0}_{-1}e + \bar{\nu}_e\) (antineutrinas \(\bar{\nu}_e\) dažnai praleidžiamas supaprastintose lygtyse). Pavyzdžiui, torio skilimas: \(^{234}_{90}Th \rightarrow ^{234}_{91}Pa + ^{0}_{-1}e + \bar{\nu}_e\).
Beta skilimas
Beta skilimas – tai branduolinė reakcija, kurios metu iš atomo branduolio išspinduliuojamas elektronas (\(\beta^-\) dalelė) arba pozitronas (\(\beta^+\) dalelė, čia neaptariama). \(\beta^-\) skilimo atveju neutronas branduolyje virsta protonu ir elektronu. Po \(\beta^-\) skilimo susidaro naujas elementas, kurio atominis skaičius yra vienu vienetu didesnis, o atominė masė išlieka tokia pati. Bendras nukleonų skaičius ir branduolio krūvis išlieka nepakitę.
Beta skilimas
Beta (β) skilimas yra radioaktyvusis skilimas, kurio metu branduolio neutronas virsta protonu, elektronu ir antineutrinu (pastarasis dažnai nenurodomas supaprastintose lygtyse). Iš branduolio išspinduliuojamas elektronas, vadinamas beta dalele (\(⁰₋₁e\)). Po β skilimo susidaro naujo cheminio elemento branduolys.
Gama skilimas
Gama skilimas – tai procesas, kurio metu sužadintas atomo branduolys išspinduliuoja didelės energijos fotoną (gama spindulį). Gama spinduliuotė yra elektromagnetinės bangos, panašios į rentgeno spindulius, tačiau susidarančios branduolinių virsmų metu. Po gama skilimo branduolio atominė masė ir atominis skaičius nesikeičia, tik sumažėja branduolio energija.
Gama spinduliuotė
Gama (γ) spinduliuotė yra labai aukštos energijos elektromagnetinė spinduliuotė (fotonai), kurią išspinduliuoja atomo branduolys, pereidamas iš aukštesnės energijos (sužadintos) būsenos į žemesnės energijos būseną. Gama spinduliavimas dažnai lydi alfa arba beta skilimus, kai po šių skilimų susidaręs dukterinis branduolys lieka sužadintoje būsenoje. Gama spinduliuotės emisija nekeičia nei branduolio masės skaičiaus (A), nei atominio numerio (Z) – keičiasi tik branduolio energijos lygmuo. Procesą galima žymėti: \(^{A}_{Z}X^{*} \rightarrow ^{A}_{Z}X + \gamma\), kur \(X^{*}\) žymi sužadintą branduolį.
Gama spinduliuotė
Gama (γ) spinduliuotė yra labai trumpos elektromagnetinės bangos (fotonai), išspinduliuojamos iš sužadinto atomo branduolio, dažniausiai po α arba β skilimo. Gama spinduliuotė lydi branduolio perėjimą iš aukštesnės energijos būsenos į žemesnę.
Nuklidų žemėlapiai
Nuklidų žemėlapis – tai grafinis visų žinomų izotopų atvaizdavimas, kuriame izotopai išdėstyti pagal jų protonų skaičių (atominį skaičių, \(Z\)) ir neutronų skaičių (\(N\)). Protonų skaičius vaizduojamas vertikalioje ašyje, o neutronų – horizontalioje. Skirtingi skilimo tipai žemėlapyje žymimi skirtingomis spalvomis.
Nuklidų žemėlapis
Nuklidų žemėlapis yra grafinis visų žinomų izotopų (nuklidų) vaizdavimas, kur nuklidai išdėstyti pagal jų protonų (Z, paprastai vertikali ašis) ir neutronų (N, paprastai horizontali ašis) skaičių. Jis padeda vizualizuoti branduolių stabilumą ir skilimo kelius.
Radioaktyvusis skilimas
Radioaktyvusis skilimas – tai savaiminis nestabilių atomų branduolių virtimas kitais branduoliais, kurio metu išspinduliuojama jonizuojančioji spinduliuotė (\(\alpha\), \(\beta\) arba \(\gamma\) dalelės). Pagrindiniai dėsniai: skilimo metu išlieka bendras nukleonų skaičius, ir bendras branduolio krūvis.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com