07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Радиоактивность
 11.09.2012

Нуклоны в ядре находятся в сложных взаимоотношениях. Считается, что связь между ними осуществляется посредством обмена π-мезонами, причем эти ядерные силы действуют на очень коротких расстояниях, практически только между ближайшими нуклонами, и не зависят от наличия у них заряда. Известно также, что протоны и нейтроны в ядре могут превращаться друг в друга, сопровождая данный процесс испусканием (за пределы атома) некоторых элементарных частиц - электрона, позитрона, фотона, нейтрино и антинейтрино (см. далее). Способность атомов к самопроизвольным перестройкам во внутриядерных структурах (с выбросом небольших частиц или даже расщеплением ядра на крупные фрагменты) называется радиоактивностью (данное явление было открыто в 1896 г. Антуаном Анри Веккерелем, сам же термин «радиоактивность» был подложен Марией Склодовской-Кюри в 1898 г.). Радиоактивность представляет собой одну из форм проявления энергии, скрытой в атомном ядре.
Атомы отдельного химического элемента могут существовать в виде стабильных (устойчивых) или радиоактивных (неустойчивых) изотопов. Устойчивость или стабильность ядра определяется, в первую очередь, соотношением числа протонов и нейтронов. У стабильных изотопов большей части легких элементов данное соотношение составляет 1 : 1 (или близко к нему), однако к концу периодической системы оно постепенно уменьшается и достигает (у урана) величины 1 : 1,6. Замечено, что более устойчивы ядра с четным числом нейтронов (или хотя бы с четным числом только протонов). Таких в природе намного больше, чем стабильных изотопов с нечетным числом и нейтронов и протонов (примерное соотношение 97 : 3). Предполагается, что большей устойчивости структур способствуют попарные взаимодействия нуклонов в ядре. Большая часть радиоактивных ядер, наоборот, имеет нечетное число и протонов, и нейтронов.
Ядерные структуры оказываются неустойчивыми (способными распадаться) при недостатке или избытке нейтронов (относительно некоего оптимального для данного элемента соотношения). Например, один из нейтронов в ядре изотопа, имеющего избыток нейтронов, может превратиться в протон с одновременным испусканием пары элементарных частиц - электрона и антинейтрино:

Радиоактивность

Это β-распад, при котором в ядре появляется дополнительный протон, следовательно, заряд ядра увеличивается на 1, и атом исходного элемента превращается в следующий элемент, который в таблице Менделеева стоит от исходного на одну клетку вправо. Избыток нейтронов в целом снижается, и чаще всего при таком распаде образуется уже устойчивый или стабильный изотоп нового элемента. Однако если степень устойчивости увеличилась при этом недостаточно, то и дочерний изотоп может снова оказаться радиоактивным, т. е. цепочка ядерных превращений может продолжиться. Особенно характерно это для естественных радиоактивных элементов в конце таблицы Менделеева - для тяжелых элементов, входящих в радиоактивные семейства (семейства 235U, 232Тh и др.). В конце концов, после одного или нескольких последовательных распадов на месте распавшихся появляются атомы нового химического элемента (стабильного нуклида).