Будова атомна ядра

У 1911 р. в результаті досліджень, проведених Резерфордом з розсіювання α-часток при проходженні через речовину, було відкрито протон — ядро ​​атома водню, який має позитивний електричний заряд, рівний модулю заряду електрона.

Заряд ядра атома

Англійський фізик Г. Мозлі у 1913 р. передбачив, що заряд ядра атомаq,=Ze, дее —елементарний електричний заряд;Z — порядковий номер елемента таблиці Менделєєва, визначає число електронів в атомі. Хімічні властивості залежить тільки від зарядового числа. Німецькі вчені В. Боте і Г. Беккер, вивчаючи реакції (1930), що відбуваються при опроміненні берилію α-частинками, виявили нове випромінювання, що має дуже велику проникаючу здатність.

У 1932 р. англійський фізик Дж. Чедвік висунув гіпотезу: берилієві промені складаються з нейтральних частинок, маса яких близька до протона. Їх назвалинейтронами.

Подальші дослідження показали, що нейтрон – нестабільна частка: вільний нейтрон за час 15 хв розпадається на протон, електрон та нейтрино – частинку, позбавлену маси спокою.

Маса нейтрону mn=1838,6 електронних мас, маса протона mp= 1836,1 електронних мас, mn > mp приблизно на 2,5 мас електрона. Після відкриття нейтрона Д. Д. Іваненко та В. Гейзенберг висунули гіпотезу про протонно-нейтронну будову ядра.

У ядрі протон і нейтрон невиразні, тому їх називають нуклонами (ядерними частинками). Число протонів Z, число нейтронів N, масове число - це сумарне число нуклонів в ядрі А..

Z -заряд ядра,

номер елемента у таблиці Менделєєва

N- числонейтронів

Позначення хімічних елементів (ядер) в атомній та ядерній фізиці.

де X - символ хімічного елемента.

- протон; - нейтрон; - електрон; -частинка;

Типи радіоактивного розпаду

(правила усунення)

Альфа-розпад

Перетворення атомних ядер, що супроводжується випромінюванням a-часток, називається альфа-розпадом. Теорія створена Г.А. Гамовим у 1930-32 р. на основі квантово-механічного тунельного ефекту.

Найбільш стійким з усіх утворень усередині ядра є утворення двох протонів та двох нейтронів. Якщо при розподілі енергії між частинками ядра ця освіта матиме енергію більшу, ніж енергія зв'язку, воно залишить ядро ​​у вигляді a-частки.

Якщо - материнське ядро, то перетворення цього ядра при a.-розпаді відбувається за наступною схемою (правило усунення): де - символ дочірнього ядра; -ядро атома гелію; hv – квант енергії, що випускається ядром.

При альфа-розпаді відбувається зміщення хімічного елемента на дві клітини вліво таблиці Менделєєва.

Бета-розпад Теорія створена 1930г. Енріко Фермі.

Радіоактивні ядра можуть викидати потік електронів, які народжуються згідно з гіпотезою Фермі в результаті перетворення нейтронів на протони. Відповідно до правилом усунення масове число ядра не змінюється: .

При β-розпаді хімічний елемент переміщається на одну клітину вправо в періодичній системі Менделєєва і, крім електронів, випромінюється антинейтрино,

Гамма-випромінювання виникає при ядерних перетвореннях і є електромагнітним випромінюванням. Має високу енергію.

Е. Резерфорд встановив, що повітря найсильніше іонізують α-промені, меншою мірою - β-промені і зовсім погано - γ-промені. Томупроникаюча здатність виявилася найменша у α-променів (аркуш паперу; кілька сантиметрів шару повітря), а β-промені проходять крізь алюмінієву пластину завтовшки кілька міліметрів. Дуже велика проникаюча здатність у γ-променів (наприклад, для алюмінію - пластини завтовшки десятки сантиметрів).