Page 183 - 61

Ядро складене з позитивно заряджених протонів, кіль-
кість яких визначає заряд ядра і порядковий номер елемента в
періодичній системі, і електрично нейтральних нейтронів, су-
ма протонів і нейтронів (нуклонів) дорівнює атомній вазі еле-
мента. Сили, що утримують нуклони в ядрі, називаються яде-
рними силами. Вони мають обмінний характер, тобто між
протонами і нейтронами в ядрі проходить обмін  -мезоном.
Основною властивістю ядерних сил, що впливають на
радіоактивність, є їх коротка дія. В ядрі кожен нуклон ядер-
ними силами зв’язаний не зі всіма нуклонами, а тільки з бли-
-15
зько розташованими. Радіус дії ядерних сил порядку 10 м.
Ядро такого розміру, в якому ядерні сили досягають насичен-
ня, найбільш стійке. Це ядро гелію з двома протонами і двома
нейтронами або  -частинка, якщо це ядро має кінетичну ене-
ргію. Ядра інших елементів, які можуть бути складені з ядер
гелію, володіють також максимальною стійкістю і найбіль-
шою різновидністю в гірських породах. Це ядра елементів ки-
сню (8 протонів і 8 нейтронів), кремнію (14,14), кальцію
(20,20). І навпаки, ядро берилію, яке складене з 5 нейтронів і 4
протонів ( 2 -частинки + нейтрон), аномально нестійке, роз-
падається при опромінюванні гамма-квантами відносно неве-
ликої енергії.
Енергію зв’язку нуклонів в ядрі можна розрахувати за
формулою
E  m c  2 , (3.33)
де: m – дефект маси; c – швидкість світла в вакуумі.
Розрахунки показують: чим складніше ядро, чим більше
в ньому протонів і нейтронів, тим менша енергія зв’язку в
розрахунку на нуклон. Тому радіоактивність – це властивість
переважно важких елементів. Всі елементи, порядковий номер
яких більший 81 (талій), є радіоактивними або утримують ра-
діоактивні ізотопи.
В гірських породах спостерігаються в основному три
види радіоактивних перетворень. Альфа-перетворення поля-
гає в випромінюванні ядром  -частинок. Прикладом такої ре-
акції в гірських породах може слугувати  -перетворення ра-
дію в радіоактивний газ радон
226 4 222
88 Ra  2   86 Rn   .

549