Радіоактивний розпад
Радіоактивний розпад - процес, при якому елементарні частинки губляться ядром ізотопу, через що ізотоп стає більш стабільним елементом. Ці субатомні субстанції з величезною швидкістю залишають атом. Розпадаючись, ізотоп випускає радіоактивне гамма- випромінювання, а також альфа- і бета-частинки. Поясненням даного процесу є те, що більшість ядер нестабільні. Ізотопами називають різновиди одного і того ж хімічного елемента з одним і тим же числом протонів, але з різною кількістю нейтронів.
Види радіоактивного розпаду: гамма-промені, альфа- і бета-розпад. Далі докладніше про них. Під час альфа-розпаду виділяється гелій, які ще називають альфа-частинкою, при бета-розпаді ядро атома втрачає електрон, просуваючись вперед по періодичній таблиці на одну позицію, а гамма-випромінювання - розпад ядер з одночасним випромінюванням фотонів, або гамма-променів. В останньому випадку процес відбувається з втратою енергії, але без видозміни хімічного елемента.
Реакція радіоактивного розпаду протікає таким чином, що за певний відрізок часу з ядра елементів виходить кількість нуклонів, пропорційне тому числу нуклонів, яке все ще залишаються в ядрі. Тобто чим більше їх все ще залишається в атомі, тим більше їх вийде з нього. Швидкість розпаду атома визначає так звана константа радіоактивності, яка також відома під назвою постійна радіоактивного розпаду. Проте зазвичай у фізиці вимірюється не вона. Замість неї використовують таку величину, як період напіврозпаду - час, за який ядро втратить половину своїх нуклонів. Воно залежить від виду речовини і може тривати від нікчемних часток секунди до мільярдів років. Іншими словами, деякі ядра атомів можуть існувати вічно, а деякі - вельми незначний час до розпаду.
Той ізотоп, який був вихідним в процесі розпаду, називають материнським, а отриманий результат - дочірнім ізотопом.
Радіоактивні елементи народжуються в переважній більшості випадків в результаті ланцюга з реакцій поділу атомів. Наприклад: «материнське» (первинне) ядро розпадається на кілька «дочірніх», ті, в свою чергу, також діляться. І цей ланцюжок не переривається до тих пір, поки не будуть утворені стабільні ізотопи. Наприклад: період напіврозпаду урану складає більше чотирьох з половиною мільярдів років. За цей час в результаті поділу ядер цього елемента спочатку утворюється торій, той, у свою чергу, стає паладієм, і врешті всієї цієї довгого ланцюжка буде свинець. Вірніше, стабільний його ізотоп.
Радіоактивний розпад має ряд своїх особливостей. Не можна замовчувати і про його «побічні ефекти». Наприклад, якщо візьмемо зразок якого-небудь радіоактивного ізотопу, в результаті його розпаду отримаємо ряд радіоактивних речовин з різною масою ядра. Можна як приклади наводити безліч ланцюжків поділу. Радіоактивність - це, за великим рахунком, природне явище. Адже ядерний розпад речовин відбувався задовго до того, як людина відкрив ці механізми. Однак діяльність цього розпаду призвела до збільшення радіоактивного фону всієї планети. Зокрема, через штучне прискорення таких природних процесів.
Радіоактивний розпад для людства обертається як новими можливостями, так і небезпеками. Варто згадати хоча б процес розподілу ядер урану-238. Він, зокрема, призводить до утворення радону-222. Цей інертний благородний газ у великій кількості зустрічається на планеті. Сам по собі він небезпеки ніякої не представляє, але лише поки ядра його атомів не починають розпадатися на інші елементи. Продукти його поділу, особливо в непровітрюваному приміщенні, шкодять людському здоров'ю.
Радіоактивний розпад як процес може і принести користь. Але лише якщо правильно використовувати його продукти. Наприклад, радіоактивний фосфор, запроваджуваний за допомогою ін'єкцій в організм, допомагає отримати інформацію про стан кісток пацієнта. Випромінюються їм промені фіксуються світлочутливої апаратурою, що дозволяє отримати точні знімки з зафіксованими місцями переломів. Ступінь його радіоактивності дуже мала і не може заподіяти будь-якої шкоди людині.