Korisnički meni
Škole i fakulteti
Prijavljivanje korisnika
Nova pitanja za S.O.S
Novi komentari
- Zadaci iz zbirke
Pre 7 sekundi - Ja mislim da se zadatak radi
Pre 2 sati 54 minuta - Zadaci iz zbirke
Pre 13 sati 37 minuta - Meni je zapremina vazduha u
Pre 14 sati 33 minuta - Odredjivanje naelektrisanja elemenata
Pre 15 sati 22 minuta - Zadaci iz zbirke
Pre 14 sati 25 minuta - Proizvod hemijske reakcije
Pre 15 sati 45 minuta - Hvala puno. :*
Pre 16 sati 1 min - HNO3----------->H+ +
Pre 18 sati 13 minuta - treba mi pomoc oko sledeceg
Pre 18 sati 22 minuta
Pretraživač
Ko je na vezi
Online korisnici
- micaloknica
- katarina25
- amerika
- amerika
Radioaktivnost
Ruda na ovoj slici ne izgleda zanimljivo. Ako kažem da je to ruda urana, mnogo toga se menja. U njoj se odvijaju nezaustavljivi i važni prirodni procesi. U njoj se jedan element pretvara u drugi prirodnim putem.
Najteži elementi su nestabilni, jer su im jezgra glomazna i sadrže mnogo protona koji se međusobno odbijaju. Zbog toga, jezgra teže da pređu u stabilnija jezgra. Kod nekih izotopa uz određene uslove, jezgra se u potpunosti cepaju na nekoliko stabilnih jezgara i tada je reč u fisiji. Mnogo zanimljivija je radioaktivnost, emitovanje različitih čestica. Jedan izotop ponaša se na tačno odrđen način, tako da je moguće uspostavljanje dugih nizova raspadanja. Takođe, vreme za koje se raspadne polovina atoma (vreme poluraspada) je tačno određeno za konkretni izotop.
I neki izotopi lakših elemenata (sa mnogo neutrona) podlažu radioaktivnom raspadu. Takođe, veštački izotopi su radioaktivni.
Vrste radioaktivnog zračenja
Alfa zračenje (α) je oblik zračenja koji pomaže teškim izotopima da se stabilizuju. Iz jezgra se izbacuju dva protona i dva neutrona koji predstavljaju jezgro helijuma i nazivaju se alfa česice. Alfa čestice su pozitivno naelektrisane. Primer ovakvog raspada je radioaktivni raspad uranijuma 238. Alfa zraci imaju malo energije.
92U238 -> 90Th234 + α
Beta zračenje (β) postoji u dva oblika. β- čestice izbacuju mnogi prirodni izotopi. To su elektroni koji nastaju raspadom neutrona u jezgru. Uz elektron se izbacuje i jedna antineutrino čestica ( koja se obično ne piše jer ima zanemarljivo masu i nema naelektrisanje). U jezgru ostaje proton. Moguće je i dvostruko β-zračenje. Beta zračenje ima veću energiju od alfa zračenja, ali manju od gama zračenja.
n0 -> e- + p+
β+ čestice emituju veštački izotopi lakših elemenata. Kod ovog zračenja proton se raspada na neutron koji ostaje u jezgru i pozitron (antielektron) koji se emituje. Emituje se i jedna neutrino čestica.
p+ -> n0 + e+
Gama zračenje (γ) je elektromagnetno zračenje (fotoni) veoma visoke energije. Emituje ga nekoliko izotopa među kojima je i Tc-99 koji se najčešće koristi za proizvodnju γ zraka.
Zarobljavanje elektrona je oblik radioaktivnog raspada mnogih jezgara sa previše protona, ali sa nedovoljnom energijom za njihovo raspadanje i izbacivanje pozitrona. Tada jezgro zahvata elektron koji na taj način smanjuje energiju emitujući x-zrake (fotoni). Elektron "reaguje" sa protonom i nastaje neutron (ostaje u jezgru) i emituje se jedna neutrino čestica. Ako se zarobe dva elektrona reč je o dvostrukom zarobljavanju elektrona.
13Al26 + e- -> 12Mg26
Prirodna transmutacija elemenata
U prirodi se neprestano dešavaju radioaktivni procesi. Oni su najčešće vezani za raspadanje teških elemenata. Tako su utvrđena i četiri niza raspadanja - počinju uranom, torijumom, aktinijumom i neptunijumom a završavaju se izotopima Pb-206, Pb-208, Pb-207 i Bi-209. Najpoznatiji od njih je proces raspada U-238.
92U238 -> 90Th234 + α -> 91Pa234 + β- -> 92U234 + β- -> 90Th230 + α -> 88Ra226 + α -> 86Rn222 + α -> 84Po218 + α -> 82Pb214 + α -> 83Bi214 + β- -> 84Po214 + β- -> 82Pb210 + α -> 83Bi210 + β- -> 84Po210 + β- -> 82Pb206 + α
- prijavite se ili se registrujte ako želite da ostavite komentar
powered by Drupal. support our new project Science Teach
U literaturi poznatije...
Zarobljavanje elektrona naziva se K zahvat
Male ispravke i dopune
Efekat odbojne elektrostatičke interekcije protona ugrožava stabilnost jezgra samo kod najtežih veštačkih (transuranskih) izotopa. Prirodna radioaktivnost je uglavnom posledica energetski nepovoljnog odnosa broja protona i neutrona.
Alfa-raspadom teška jezgra poboljšavaju odnos broja protona i neutrona, čime prelaze u energetski povoljnije stanje. Ovim procesom rukovode jake nuklearne sile, i u njegovoj osnovi leži jedan kvantnomehanički efekat poznatiji kao tunel efekat. Od svih navedenih vrsta radioaktivnog zračenja, alfa-zraci (čestice) imaju najveću, a ne najmanju energiju (brzina im je manja od beta-zraka, ali imaju mnogo puta veću masu). Inače, energijski spektar alfa-čestica je diskretan, a energija je obično u intervalu 3-7 MeV, najčešće oko 5 MeV. Zbog velike mase i naelektrisanja, alfa-čestice intenzivno interaguju sa okolinom, pa im je domet veoma mali.
Beta-raspadom jezgra takođe poboljšavaju odnos protona i neutrona, ali za razliku od alfa-raspada, ovaj proces je rukovođen slabim nuklearnim silama. Kao što već rekoh, beta-čestice imaju manju energiju od alfa-čestica. Energijski spektar beta-čestica je kontinualan, jer se oslobođena energija deli na beta-česticu i neutrino, odnosno antineutrino. Kontinualnost beta-spektra je dugo bila misterija za naučnike, a na kraju je dovela do otkrića neutrina. Tipične vrednosti energije beta-čestica su oko 1 Mev. Zbog male mase one znatno slabije interaguju sa okolinom, pa su im dometi duži nego kod alfa-čestica. Neutrina i antineutrina u jednačinama se moraju pisati ukoliko želimo da na snazi ostanu zakoni održanja energije i spina.
"Zarobljavanje" elektrona se u našoj literaturi obično naziva zahvat elektrona. Ovaj proces je zapravo podvrsta beta-raspada i rukovođen je identičnim mehanizmom kao i beta(+)-raspad. Beta(+)-raspad i zahvat elektrona su konkurentski procesi, i za svako jezgro koje se raspada beta(+)-raspadom može se definisati verovatnoća da se raspadne elektronskim zahvatom. Najčešće biva zahvaćen elektron iz K sloja (kao najbliži) i tada se koristi naziv K-zahvat. Međutim, mogu biti zahvaćeni i elektroni iz viših nivoa, pa imamo L- ili M-zahvat. Ipak, verovatnoća ovih procesa je veoma mala i oni se veoma retko dešavaju. Emisija x-zraka koja prati ovaj proces je posledica sukcesivnog spuštanja elektrona iz viših nivoa u niže. Višak energije koji se na taj način oslobađa može biti predat nekom drugom elektronu koji tada biva izbačen iz atoma (Ožeov efekat).
Gama-raspad nije radioaktivni raspad u pravom smislu, jer ne dolazi ni do promene atomskog broja jezgra, ni do promene atomske mase. Kao što su elektroni raspoređeni po energijskim nivoima u omotaču, tako su i protoni i neutroni raspoređeni po svojim nivoima u jezgru. Posle nekog od radioaktivnih raspada, novonastalo jezgro može se naći u nekom od pobuđenih nuklearnih stanja. Relaksacija je praćena emisijom elektromagnetnog zračenja (gama-zračenje).
Kod najtežih jezgara, gde odbojna Kulonovska interakcija počinje da konkuriše privlačnoj jakoj nuklearnoj interakciji, javlja se još jedan tip radioaktivnog raspada, a to je spontana fisija. Radi se o spontanom cepanju jezgra na dva fragmenta, obično i uz emisiju nekog slobodnog neutrona. Ovaj proces je konkurentan alfa-zračenju, a što je jezgro teže to je on i dominantniji.
Kod jezgara koja imaju izuzetno nepovoljan (veliki) broj neutona, kao konkurentski proces beta(-)-raspadu javlja se direktna emisija neutrona.
Hvala na ispravkama i dopunama
Uvek su dobrodošle, posebno precizne, kao što su ove.
Liberté, egalité, fraternité!
Malo i o nizovima
U prirodi su uočena tri radioaktivna niza: uranov, torijumov i aktinijumov.
"Rodonačelnik" uranovog niza je U-238. Kao što je već pokazano, posle niza alfa- i beta(-)-raspada, na kraju se dobija stabilni izotop Pb-206. Interesantno je da se atomska masa svakog izotopa ovog niza može napisati u obliku 2n+2, gde je n prirodan broj. Zbog toga se često ovaj prirodni radioaktivni niz i naziva "2n+2" niz.
Torijumov niz počinje radioizotopom Th-232, a završava se stabilnim izotopom Pb-208. Atomske mase članova ovog niza zadovoljavaju izraz 4n. Treba reći da je ovaj niz započinjao izotopom Cf-252, ali su se od svog nastanka do danas svi članovi niza koji prethode torijumu (Cf-252, Cm-248, Pu-244, U-240, Np-240, Pu-240, U-236) raspali, i danas ne postoje u prirodi.
Aktinijumov niz ne počinje aktinijumom, već izotopom urana U-235. Nekada se U-235 nazivao aktin-uran, pa otuda i naziv celog niza. Uranu-235 je prethodio Pu-239, ali se on u međuvremenu raspao i danas ne postoji u prirodi. Ovaj niz se završava stabilnim izotopom Pb-207. Mase svih članova zadovoljavaju izraz 4n+3.
Logično je bilo očekivati da će se naći i niz "4n+1". Taj niz je nekada zaista postojao i počinjao je izotopom Cf-249, a završavao se stabilnim izotopom Bi-209. Izotop ovog niza sa najdužim vremenom poluraspada bio je Np-237, pa otuda i naziv "neptunijumov niz". Svi članovi ovog niza su se do danas raspali i ovaj niz u prirodi više ne postoji. Tačnije, postoji još samo njegov poslednji stupanj. Nedavno je otkriveno da Bi-209 nije stabilan, već da se i on raspada alfa-raspadom dajući Tl-205. Ovaj raspad se odvija izuzetno lagano (vreme poluraspada = 1,9*10^19 godina).
Kada govorimo o radioaktivnim nizovima obično mislimo na nizove primordijalnih radionuklida (radioaktivnih izotopa koji su nastali kad i sama planeta). U prirodi postoje i neki drugi, znatno kraći nizovi (npr. niz ugljenika-14), a izotopi koji započinju ove nizove obično nastaju pod dejstvom kosmičkog zračenja.
A kako nastaje alfa zracenje?
A kako nastaje alfa zracenje?