ЧАСТЬ 7. ЧТО ИЗЛУЧАЮТ РАДИОАКТИВНЫЕ ИЗОТОПЫ

опасно

 

Слово «изотопы» вам уже известно: это вещества, в атомных ядрах которых одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. С некоторыми изотопами вы уже познакомились: с изотопом урана – ураном-235, с изотопами бора – бором-10 и бором-11. Оказывается, изотопы есть у большинства химических элементов, причем некоторые из них – РАДИОАКТИВНЫЕ.


А что значит – «радиоактивные»? Слово «радио» означает на латыни «излучаю». Выходит, радиоактивные изотопы (радиоизотопы) – это изотопы, которые что-то излучают.
Электролампочка излучает свет. Радиатор водяного отопления излучает тепло. Радиостанция излучает радиоволны. А что излучают радиоактивные изотопы?
Уже известные вам изотопы бор-10 и бор-11 – не радиоактивные. А что если добавить к атомному ядру бора-11 еще один нейтрон? Тогда бор-11 превратится в бор-12. Может, этот изотоп бора радиоактивный?
Едва мы успели присоединить к атомному ядру бора-11 еще один нейтрон, как ядро тут же развалилось: из него с огромной скоростью – двадцать тысяч километров в секунду – вылетели два протона и два нейтрона, причем вылетели не каждый сам по себе, а тесно прижавшись друг к другу, словно вместе им не так страшно совершать такой отчаянный полет.
Частицу, которая состоит из крепко сцепившихся двух протонов и двух нейтронов физики назвали АЛЬФА-ЧАСТИЦЕЙ. Потоки альфа-частиц называют обычно альфа-излучением. Итак, альфа-частица «улетела», а в оставшейся после «выстрела» части ядра в это время произошли удивительные события.

Давайте проследим за ними, и решим небольшую задачу.
В атомном ядре бора-12 было пять протонов и семь нейтронов. Два протона и два нейтрона унесла с собой альфа-частица. Сколько осталось протонов и нейтронов?
Ну, тут и считать нечего: осталось три протона и пять нейтронов. Проверим… Что такое? Вместо трех протонов – четыре, а вместо пяти нейтронов – тоже четыре! Откуда взялся лишний протон и куда делся один нейтрон? Оказывается, нейтрон превратился в протон – вот куда он делся! И, что самое интересное, во время превращения нейтрона в протон родилась еще одна частица – электрон. А ведь до этого никаких электронов в ядре и в помине не было! Вокруг атомного ядра, как вы помните, электроны есть – они кружатся по орбитам, а в самом ядре – только протоны и нейтроны.распад

Да, а где же этот новорожденный электрон? Его и след простыл – он уже умчался с невероятной, немыслимой скорость – почти со скоростью света. А скорость света – триста тысяч километров в секунду!
Электроны, рожденные в ядрах радиоактивных изотопов, физики называют БЕТА-ЧАСТИЦАМИ, а потоки бета-частиц – бета-излучением. Значит, бор-12 кроме альфа-частиц испускает и бета-частицы. Но это еще не все!
В тот момент, когда ядро бора-12 развалилось, оно послало, как бы на прощанье, еще и ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЕ. Гамма-излучение по своим свойствам очень напоминает рентгеновское излучение, используемое в медицине. Только гамма-лучи проходят сквозь непрозрачные предметы еще свободнее, чем рентгеновские!
Мы насчитали три вида радиоактивного излучения: альфа, бета и гамма. Бор-12 излучает все три вида. Но далеко не каждый радиоактивный изотоп такой универсал: есть радиоизотопы, которые излучают только альфа- или только бета-излучение.
Атомные ядра любого радиоизотопа распадаются не одновременно: то одно ядро развалится, то другое, — но рано или поздно уцелевших ядер останется так мало, что радиоизотоп, можно сказать, прекратит свое существование. Как скоро это произойдет? Увы, с бором-12 это произойдет очень скоро: меньше чем за две сотых доли секунды половина его атомных ядер распадется, еще за две сотых доли секунды распадется половина уцелевших ядер, и так далее… Не успеешь глазом моргнуть, как от бора-12 останется одно воспоминание.
Однако, не у всех радиоизотопов такой короткий век. Среди них есть просто чемпионы долголетия! Например, чтобы у тяжелого металла тория-232 распалась половина атомных ядер, должно пройти четырнадцать миллиардов лет!
Время за которое распадается половина атомных ядер радиоактивного изотопа, физики называют ПЕРИОДОМ ПОЛУРАСПАДА.
Скажем, у железа есть шесть радиоактивных изотопов, и вот какие у них периоды полураспада: восемь часов, девять минут, два с половиной года, полтора месяца, триста тысяч лет, пять с половиной минут. А всего сейчас известно более тысячи радиоактивных изотопов. Некоторые из них найдены в природе, но большинство получено искусственно, в атомных реакторах и физических лабораториях.
Вам, конечно, хотелось бы узнать, какую пользу приносят эти знания, почему ученые ищут в природе и стремятся искусственно получать различные радиоактивные изотопы? Вот только один пример.

камниМы уже говорили про атом углерода – вещества, с которым каждый встречается очень часто. Так вот, в природе есть радиоактивный изотоп углерода – углерод-14 (он получается, если к шести нейтронам и шести протонам в ядре атома углерода-12 добавить еще два нейтрона). Радиоактивный углерод есть в каждом растении, в каждом животном, и в каждом человеке. И он здорово помогает археологам. Например, нашли они остатки древнего костра и исследовали угольки: сколько атомных ядер радиоактивного углерода осталось в них, а сколько уже рассыпалось. Узнав это, можно посчитать довольно точно, когда горел этот костер, сколько лет тому назад грелись вокруг него наши далекие предки – первобытные люди…
«Это поразительно», — скажете вы. И будете совершенно правы!

продолжение следует…

Один комментарий на “ЧАСТЬ 7. ЧТО ИЗЛУЧАЮТ РАДИОАКТИВНЫЕ ИЗОТОПЫ

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *