Print this chapterPrint this chapter

§ 8. Явление радиоактивности

В 1896 году А. Беккерель, изучая соли урана, обнаружил, что они испускают неизвестное ранее излучение. Это явление получило название радиоактивности.

Радиоактивность (или радиоактивный распад) — это самопроизвольное превращение нестабильных атомных ядер одних химических элементов в ядра других элементов, сопровождающееся испусканием частиц высокой энергии, а также жёстким электромагнитным излучением.

Такое превращение не является химической реакцией.

В зависимости от природы испускаемых частиц различают несколько видов радиоактивного распада атомных ядер. Подробно их изучает ядерная физика. Мы рассмотрим два из них — α- и β-распад.

Альфа-распад сопровождается испусканием α-частиц — положительно заряженных ядер гелия, содержащих два протона и два нейтрона: He presubscript 2 presuperscript 4. Этот распад можно представить в виде уравнения ядерной реакции:

straight X presubscript Z presuperscript A rightwards arrow straight Y presubscript Z minus 2 end presubscript presuperscript A italic minus italic 4 end presuperscript plus He presubscript 2 presuperscript 4 comma

где X — неустойчивое ядро с атомным номером Z и массовым числом А; Y — образовавшееся ядро, атомный номер которого на 2 единицы, а массовое число — на 4 единицы меньше, чем у исходного ядра. Примером такого распада является распад радия-226 с образованием газообразных радона-222 и гелия-4:

Ra presubscript 88 presuperscript 226 space rightwards arrow Rn presubscript 86 presuperscript 222 space plus space He presubscript 2 presuperscript 4.

При составлении уравнений ядерных реакций следует учитывать, что сумма зарядов (Z) и сумма массовых чисел (А) в обеих частях уравнения должны быть равны.

Бета-распад связан с испусканием ядром β-частицы — электрона (straight e presubscript negative 1 end presubscript presuperscript 0). При этом заряд нового ядра увеличивается на единицу, а его массовое число А не изменяется:

straight X presubscript Z presuperscript A space rightwards arrow straight Y presubscript Z plus 1 end presubscript presuperscript A space plus straight e presubscript negative 1 end presubscript presuperscript 0.

Например, при β-распаде углерода-14 образуется азот-14:

straight C presubscript 6 presuperscript 14 space rightwards arrow straight N presubscript 7 presuperscript 14 space space plus straight e presubscript negative 1 end presubscript presuperscript 0.

Электроны возникают при распаде нейтрона (straight n presubscript 0 presuperscript 1) на электрон (straight e presubscript negative 1 end presubscript presuperscript 0) и протон (straight p presubscript 1 presuperscript 1):

straight n presubscript 0 presuperscript 1 rightwards arrow straight p presubscript 1 presuperscript 1 plus straight e presubscript negative 1 end presubscript presuperscript 0.

Часто радиоактивные превращения сопровождаются гамма-излучением. Оно представляет собой жёсткое электромагнитное излучение с длиной волны 10–10–10–13 м.