Promieniotwórczość naturalna

Zjawisko promieniotwórczości naturalnej.

W miarę wzrostu liczby nukleonów (protony + neutrony) konieczna jest coraz większa liczba neutronów w stosunku do liczby protonów. Istnieje jedna pewna graniczna liczba protonów (Z >> 82) powyżej której jądra atomowe stają się nie trwałe i ulegają samorzutnemu rozpadowi. W wyniku tego rozpadu powstają jądra innych pierwiastków. Procesowi temu towarzyszy emisja cząstek: α, β oraz γ. Taki rozpad nazywamy rozpadem promieniotwórczym,a zjawisko promieniotwórczością naturalną.

Izotopy promieniotwórcze są w różnym stopniu trwałe. Ich trwałość charakteryzuje czas połowicznego rozpadu. Jest to czas, po którym połowa liczby atomów izotopu promieniotwórczego ulega rozpadowi.

Rodzaje promieniowania: α, β oraz γ i ich właściwości.

-promieniowanie α – są to jądra ₂⁴He (₂⁴ α) ,

-promieniowanie -β – są to elektrony e^- (_-1⁰ β)

-promieniowanie + β – są to pozytony e⁺ (₊₁⁰ β)

-promieniowanie γ – promieniowanie elektromagnetyczne

W polu magnetycznym promieniowania zachowują się następująco:

-promieniowanie α w polu magnetycznym odchyla się w stronę ujemnego bieguna (gdyż są to jądra atomowe,a jak wiadomo w jądrach jest tylko ładunek dodatni pochodzący od protonów)

-promieniowanie -β w polu magnetycznym odchyla się w stronę dodatniego bieguna, gdyż jest to strumień elektronów,a więc cząstek ujemnie naładowanych (przeciwne ładunki się przyciągają,a jednakowe się odpychają – warto pamiętać)

-promieniowanie γ – nie odchyla się w polu magnetycznym

Przemianie α ulegają pierwiastki o liczbie masowej A>>210 (równej/większej)

_Z/AX → _Z-2/A-4Y + _24/ α

W wyniku przemiany α powstaje pierwiastek o liczbie atomowej mniejszej o 2 i liczbie masowej mniejszej o 4. Jednocześnie zachodzi emisja cząsteczki α.

_88/226Ra → _86/222Rn + _2/4 α

Przemianie -β ulegają pierwiastki, które posiadają nadwyżkę neutronów nad protonami.

_Z/AX → _Z+/1AY + _-1/0 β

W wyniku rozpadu -β powstaje pierwiastek o liczbie atomowej większej o 1. Liczba masowa nie ulega zmianie. Wydziela się również cząsteczka -β.

Przemianie +β ulegają pierwiastki, których jądra posiadają nadmiar protonów nad neutronami. Nie występują w naturze (są sztucznie przygotowywane).

_Z/AX → _Z-1/AY + _+1/0 β

W wyniku przemiany +β powstaje pierwiastek o liczbie atomowej o 1 większej oraz cząsteczka +β (czyli pozyton)

_6/11C → _5/11B + _+1/0 β