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放射能は何ですか?

この記事では、用語について知っています"放射能"。この概念は、腐敗過程の過程の観点から一般的に考える。主な放射線の種類、崩壊の法則、過去のデータなどを分析しましょう。 「同位体」の概念に没頭して、電子崩壊の現象を知りましょう。

はじめに

放射能は質的パラメータであるいくつかの同位体が自発的に崩壊して放射線を放出することを可能にする。この声明の最初の確認は、ウクライナの実験を行ったBecquerelによってなされた。このような理由から、ウランから放出された光線は名誉ある名前を付けられています。放射能の現象は、原子の核からのアルファまたはベータ粒子の放出である。放射能は、特定の元素の原子核の膨張の形でそれ自身を表現し、後者はある元素の原子から別の元素の原子に変換することを可能にする。

このプロセスの過程で、減衰が起こる他の元素を特徴付ける原子に変換する。原子核からの4つのアルファ粒子の放出の結果は、原子そのものを形成する質量数が4単位減少する。これにより、周期表の2つの位置が左にシフトします。この現象は、アルファショットの間に2個の陽子と2個の中性子が投げ出されたことによって引き起こされます。そして、我々が思い起こすように、要素の数は核の中の陽子の数に対応しています。ベータ粒子が放出された場合(e-)中性子は、核を1つの陽子に変換する。これにより、周期表の1つのセルが右側に移動します。質量は非常に小さい値に変更されます。負に帯電した電子の放出は、ガンマ線の放出と結合する。

自然放射能

崩壊の法則

放射能はその過程での現象である同位体は放射性形態で崩壊する。このプロセスは法則に従う:単位時間に減衰する純粋な原子(n)は、特定の時間に利用可能な原子の数(N)に比例する:

n =λN。

В этой формуле под коэффициентом λ подразумевают 放射性の恒常的な減衰。これは同位体の半減期(T)に関連付けられており、次のステートメントに対応します。λ= 0.693 / Tこの法則から、半減期に等しい期間が経過すると、同位体の定量値は半分未満になります。放射性(崩壊)崩壊の過程で形成された原子が同じ性質を持ち始めると、その蓄積が始まり、娘と母という2つの同位体間で放射性平衡が確立されるまで続きます。

理論と放射性崩壊

放射能と崩壊は相互に関連した研究対象です。最初の(r-nost)は、2番目(減衰プロセス)のおかげで可能になります。

放射性崩壊の概念は特徴づける原子不安定核の構造の組成または構造の変換としてのそれ自体。さらに、この現象は自然発生的です。素片(p-ts)またはガンマ線の放出、および核破片の放出が発生します。このプロセスに対応する核種は放射性と呼ばれます。しかし、この用語は、核も放射性である物質も指します。

自然放射能は核の崩壊です自然界に自発的に発生する原子。人工のrtyuは、前述したプロセスと同じプロセスと呼ばれますが、特殊な核反応に対応する人工的な経路を使用して人間によって実行されます。

母体と子会社はそれらの核です崩壊、およびこの崩壊の最終生成物として形成されるもの。娘構造の質量数と電荷は、Soddy Displacement Ruleに記載されています。

放射能の現象にはさまざまなものがありますエネルギーの種類に依存するスペクトル。この場合、アルファ粒子とyクォークのスペクトルは、不連続(離散)タイプのスペクトルに属し、ベータ粒子は連続しています。

放射能クラス

今日、私たちは知っているだけではありませんアルファガンマとベータは崩壊しますが、陽子と中性子の放出も検出されました。クラスター放射能と自発核分裂の概念も発見されました。電子の捕獲、陽電子、およびベータ粒子の二重崩壊は、ベータ崩壊セクションに含まれており、そのバリエーションと見なされます。

暴露される可能性のある同位体があります。同時に2種類以上の減衰。例はビスマス212であり、2/3の確率でタリウム208を形成し(アルファ崩壊が使用される場合)、1/3がポロニウム212になります(ベータ崩壊が使用される場合)。

そのような崩壊の間に形成されたコア、時には同じ放射性の性質を持つことがあり、しばらくすると破壊されます。 p崩壊現象は、安定した核が存在しない場合により単純です。同様のプロセスのシーケンスは崩壊チェーンと呼ばれ、これから生じるヌクレオチドは放射性核と呼ばれます。ウラン238と235、トリウム232で始まるこのような一連の元素は、最終的にそれぞれ安定したヌクレオチドの状態になり、それぞれ鉛206と207と208になります。

放射能現象はいくつかの核を可能にします(等圧線)質量数が同じであれば、互いに変わります。これはベータ崩壊のために可能です。各アイソバリックチェーンには、1〜3個の安定したベータ型核種が含まれています(ベータ崩壊能力はありませんが、たとえば他のタイプのp崩壊に対して不安定な場合があります)。このチェーンのコアセットの残りはベータ不安定です。 βマイナスまたはβプラス崩壊を使用することにより、核をβ安定型の核種に変換できます。そのような核種が同重体鎖にある場合、核はベータ陽性または陰性の崩壊を受け始める可能性があります。この現象は、電子キャプチャと呼ばれます。一例は、カリウム40放射性核種が崩壊して、アルゴン40とカルシウム40の隣接するβ安定状態になることです。

同位体について

放射能の種類

Радиоактивность – это, в первую очередь, распад 同位体。現在、放射能と生体内の40以上の同位体が人間に知られています。主な量はrランクにあります:ウランラジウム、トリウム、イソギンチャク。これらの粒子はすべて存在し、自然界に広がります。それらは、岩、海の水、動植物などに存在する可能性があり、また、自然の放射能の現象を引き起こします。

自然の一連のr同位体に加えて、1000を超える人工種が人間によって作成されました。製造方法は、ほとんどの場合、原子炉で実行されます。

多くのr同位体は、癌との闘いなどの医療目的で使用および使用されています。それらは診断の分野で非常に重要です。

一般情報

放射能の本質は、その原子自発的にあるものから別のものに変わることができます。さらに、彼らは核のより安定したまたは安定した構造を取得します。変換中に、n番目のコアは原子のエネルギーリソースを積極的に解放します。これは、荷電粒子の形をとるか、ガンマ線の状態に達します。後者は、対応する(ガン​​マ)または電磁放射を形成します。

私たちはすでに放射性の存在を知っています人工および自然の同位体。それらの間に特定の、および/または基本的な違いがないことを理解することが重要です。これは、核の構造に従ってのみ決定できる核の特性によるものであり、それらは作成のパスに依存しません。

歴史から

放射能ユニット

前述のように、放射能の発見1896年に行われたベクレルの作品のおかげで起こりました。このプロセスは、ウランの実験中に特定されました。より具体的には、科学者はエマルジョンの黒化の影響を引き起こし、空気をイオン化させようとしました。マダムキュリースクウォドフスカは、放射線強度Uの大きさを測定した最初の人物でした。また、ドイツのシュミットの科学者と同時に、彼女はr-トリウムを明らかにしました。それを放射性と呼んだのは、目に見えない放射線の発見後のキュリー夫婦でした。 1898年に、彼らはポロニウム(ウラン樹脂鉱石に堆積した別のp-n元素)も発見しました。ラジウムは1898年にもキュリーの配偶者によって発見されましたが、少し前に発見されました。作業はBemonで完了しました。

多くのrの発見後要素、かなりの数の著者が証明され、それらがすべて3種類の放射線を引き起こし、それが磁場内での挙動を変えることが証明されています。放射能の単位はベクレル(Bq、またはBq)です。ラザフォードは、検出された光線をアルファ線、ベータ線、ガンマ線と呼ぶことを提案しました。

アルファ線は粒子の集まりであり、正電荷。ベータ線は、電子、負の電荷および低質量の粒子によって形成されます。ガンマ線はX線のアナログであり、電磁量子の形で表示されます。

放射能の本質

1902年に、ラザフォードとソディは説明されましたある元素の原子を別の元素に任意に変換することによる放射能の現象。このプロセスはランダム性の法則に従い、ガンマ線、ベータ線、アルファ線の形をとるエネルギー源の解放を伴いました。

自然放射能はMによって調査されました。デビエルネとキュリー。 1910年、彼らは金属(ラジウム)を純粋な形で受け取り、その特性を調査しました。特に、継続的な減衰の測定に注意が払われています。デビエルネとジゼルはイソギンチャクを発見し、ガンは放射性トリウムやメソトリウムなどの原子を発見しました。アイオニウムはボルトウッドによって記述され、ハーンとメイトナーはプロタクチニウムを発見しました。発見されたこれらの元素の各同位体は、放射性特性を持っています。 1903年のピエールキュリーとラボールは、ラジウムの崩壊について説明しました。彼らは、1グラムのRaの反応生成物が1時間の崩壊で約140kcalを放出することを示した。同じ年に、ラムゼイとソディは、ラジウムで密封されたアンプルにもガス状のヘリウムが含まれていることを発見しました。

ラザフォード、ドーン、デビョルンなどの学者の論文集そしてGiselは、崩壊生成物の一般的なリストでUとThがいくつかの急速に崩壊する物質-ガスを含むことを私たちに示します。彼らには独自の放射能があり、トリウムまたはラジウムの発散と呼ばれています。これはイソギンチャクにも当てはまります。彼らは崩壊するとラジウムがヘリウムとラドンを生成することを証明しました。元素の変換に関する放射能の法則は、最初にソディ、ラッセル、ファイアンスによって策定されました。

放射線の種類

この中で研究している現象の発見記事、ベクレルが最初に従事しました。腐敗の現象を発見したのは彼でした。放射能の単位はベクレル(Bq)と呼ばれるからです。しかし、r-nostiの教義の発展への最大の貢献の1つは、ラザフォードを作りました。彼は研究された崩壊の分析に彼自身の注意のリソースを集中させ、これらの変換の性質を確立し、それらに付随する放射線を決定することができました。

放射能の法則

彼の結論の根拠は自然の放射性元素から放出されるアルファ線、ガンマ線、ベータ線の存在についての仮定、および放射能の測定により、次のタイプの分離が可能になりました。

  • Β放射線は強力な特性を備えています浸透能力。これはアルファ線よりもはるかに強力ですが、遠距離とは反対方向の磁場および/または電場の偏差にも役立ちます。これは、これらの粒子が負に帯電していることの説明と証明として機能します-。ラザフォードは、質量と電荷の比率の分析に基づいて放出されるのは電子であるという事実について結論を出すことができました。
  • Α-放射線-その下にある光線の波大気圧が克服できる距離は短い(通常は7.5センチメートル以下)。それをx真空に置くと、磁場と電場がアルファ線にどのように影響し、元の軌道からの逸脱につながるかを観察できます。偏差の方向と大きさを分析し、電荷と質量の比率(e / m)を考慮することにより、この放射は正の電荷を持つ粒子の流れであると結論付けることができます。重量と電荷のパラメータの比率は、二重イオン化されたヘリウム原子の値と同じです。ラザフォードは彼の研究に基づいて、分光学的研究を使用して、アルファ線がヘリウム原子核によって生成されることを確立しました。
  • γ線は放射能の一種で、他のタイプの放射線の中で最大の透過力を持っています。磁場の影響でたわむことができず、電荷もありません。この「硬い」放射線は、最も望ましくない方法で生物に作用する可能性があります。

放射性変換

Еще одним моментом в становлении и конкретизации 放射能の定義は、ラザフォードによる原子の核構造の発見です。同様に重要なのは、原子のいくつかの特性とその原子核の構造との間の関係の確立です。結局のところ、電子シェルの構造と化学的性質のすべての特性を決定するのは、粒子の「コア」です。これは、放射性変換が発生する原理とメカニズムを完全に解読することを可能にしたものです。

核の最初の成功した変換はで達成されましたアーネスト・ラザフォードによる1919年。彼はポロニウムのアルファ粒子を使用して、N原子核の「衝撃」を利用しました。これの結果は、窒素による陽子の放出であり、続いて酸素核への変換-O17。

В 1934 году супруги Кюри получили радиоактивные 人工放射能によるリン同位体。彼らはアルファ粒子でアルミニウムに作用しました。得られたP30原子核は、同じ元素の自然なp型とはいくつかの違いがありました。たとえば、崩壊の間、電子粒子は放出されず、陽電子が放出されました。次に、それらは安定したシリコンコア(Si30)に変換されました。 1934年に、人工放射能の発見と陽電子崩壊の現象が達成されました。

電子の捕獲

放射能のクラスの1つは電子キャプチャ(Kキャプチャ)。その中で、電子は原子の殻から直接捕獲されます。原則として、Kシェルは一定量の中性子を放出し、同じ質量数を持つ原子の新しい「コア」に変換されます(A)。ただし、原子の数(Z)は元の原子核の数より1つ少なくなります。

電子の過程での核の変換のプロセス捕獲と陽電子崩壊は互いに類似した作用です。したがって、同じタイプの原子のセットを観察しながら、それらを同時に見ることができます。電子捕獲は常にX線の形で放射線の放出を伴います。これは、より遠い核軌道からより近い核軌道への電子の遷移によるものです。この現象は、次に、電子が核に近い軌道から放出され、その場所が遠いレベルから粒子を埋める傾向があるという事実によって説明されます。

放射能現象

異性遷移の概念

異性体転移の現象は、アルファ粒子および/またはベータ粒子の放出は、過剰なエネルギーの状態にあるいくつかの原子核の励起につながります。放出された資源は、励起されたガンマ量子の形で「流出」します。 p崩壊の過程で核の状態が変化すると、3種類すべての粒子が形成されて放出されます。

ストロンチウム90同位体の研究は許可されましたそれらがβ粒子のみを放出し、核、例えばナトリウム24もガンマ量子を放出できることを決定する。原子の圧倒的多数は、励起状態ではほとんどありません。この値は非常に短期的です(10-9)、まだ測定できない小さなこと。従って、ごくわずかな割合の核のみが、比較的長い期間(数ヶ月まで)にわたって励起状態にあり得る。

長く生きることができる核は、異性体。ある状態から別の状態への変換中に観察され、ガンマ量子粒子の放出を伴う付随する遷移は、異性体と呼ばれます。この場合、放射線の放射能は生命にかかわる高い値をとります。ベータおよび/またはアルファ粒子のみを放出する核は、純粋な核と呼ばれます。崩壊中にガンマ量子の放出が核で観察される場合、それはガンマエミッターと呼ばれます。後者のタイプの純粋なエミッターは、多くの異性体遷移を受ける核のみと呼ぶことができます。これは、励起状態で長期間存在する場合にのみ可能です。

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