Page 11 - 4799

непарні) ядер, або ядра, в яких числа N і Z відрізняються лише на одиницю
для непарних ядер, коли А - непарне число. Проте у важких стабільних ядрах
число нейтронів може перевищувати число протонів у півтора рази.
Ланцюжок β-розпадів ядер закінчується на одному з найбільш стабільних
ядер-ізобар.
За сучасними уявленнями атом хімічного елемента складається з ядра
та електронів, які рухаються навколо ядра на певних енергетичних рівнях.
Ядра хімічних елементів складаються з нуклонів: позитивно заряджених
1
протонів p (ядро атома водню, H ), кількість яких відповідає атомному
1
номеру Z, і нейтральних нейтронів n, кількість яких дорівнює A-Z, де А -
масове число елемента. В ядрі можливі переходи типу n→p і p→n. Протон і
нейтрон розглядаються як різні стани однієї елементарної частинки. Нуклони
взаємодіють між собою за допомогою π-мезонів (мезо – “проміжний”). Маса
мезона - 250÷300 мас електрона. Постійний обмін енергією між мезонами
-13
обумовлює ядерні сили зчеплення нуклонів, які діють на відстанях 1÷2·10 cм,
-23
час взаємодії - 0,5·10 с (так званий ядерний час). Радіус ядра визначається за
-13
1/3
емпіричною формулою: R=1,4·10 ·A . Радіус атома в 100 тисяч разів
-8
більше радіуса R ядра і становить наближено 10 см, концентрація нуклонів
38 3
у ядрі - наближено 10 н/см .
Спираючись на сучасні уявлення про будову ядра, розглянемо фізичну
суть явища радіоактивності. Атомні ядра деяких нестійких ізотопів можуть
спонтанно перетворюватися на стійкі ядра інших елементів з виділенням
енергії. Цей процес називають радіоактивністю. Тобто радіоактивність це
природне явище, яке проявляється у спонтанному процесі розпаду ядер
певних хімічних елементів і супроводжується випромінюванням заряджених
частинок, нейтронів і γ-квантів. До цих частинок належать α- і β-частинки (за
певних умов нейтрони), а також нейтринне і γ-випромінювання.
Природна радіоактивність уперше виявлена при дослідженні сполук
урану в 1896 р. французьким фізиком А. Беккерелем і потім досліджена
П'єром і Марією Кюрі. Більшість природних радіоактивних елементів
входить до радіоактивних сімейств, де кожний радіоактивний елемент
утворюється із попереднього і, у свою чергу, перетворюється в наступний.
Процес радіоактивних перетворень продовжується до утворення стабільного
40
ізотопу свинцю. Для деяких природних елементів ( K , Ca , Rb, 115 In та ін.)
87
48
розпад обмежується одним кроком перетворень, і ці елементи не створюють
радіоактивних сімейств.
Штучна радіоактивність відкрита в 1934 р. французькими вченими Ірен
і Фредеріком Жоліо-Кюрі. Вони встановили, що при опромінюванні
алюмінію, бору і марганцю α-частинками утворюються радіоактивні ізотопи,
відповідно: фосфору, азоту і кремнію - елементів, що не мають природних
радіоактивних ізотопів. У подальшому при опромінюванні стабільних
елементів протонами, нейтронами, дейтронами, α-частинками та ядрами
легких елементів були одержані радіоактивні ізотопи всіх хімічних
елементів, починаючи від водню і закінчуючи ураном, причому для
більшості елементів отримано декілька радіоактивних ізотопів.

11