அணுவின் கதிரியக்க மாற்றங்கள். கருக்களின் கதிரியக்க மாற்றங்கள். ரேடியன்யூக்லைடு மூலங்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான பகுதிகள்

1900 ஆம் ஆண்டில், ரதர்ஃபோர்ட் ஆங்கில கதிரியக்க வேதியியலாளர் ஃபிரடெரிக் சோடியிடம் மர்மமான தோரான் பற்றி கூறினார். தோரான் என்பது ஆர்கானைப் போன்ற ஒரு மந்த வாயு என்பதை சோடி நிரூபித்தார், இது பல ஆண்டுகளுக்கு முன்பு காற்றில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது; இது ரேடானின் ஐசோடோப்புகளில் ஒன்றாகும், 220 Rn. ரேடியம் வெளிப்பட்டது, பின்னர் அது மாறியது, ரேடானின் மற்றொரு ஐசோடோப்பாக மாறியது - 222 Rn (அரை ஆயுள் டி 1/2 = 3.825 நாட்கள்), மற்றும் ஆக்டினியம் வெளிப்படுவது அதே தனிமத்தின் குறுகிய கால ஐசோடோப்பு ஆகும்: 219 Rn ( டி 1/2 = 4 வி). மேலும், ரதர்ஃபோர்ட் மற்றும் சோடி ஆகியோர் தோரியத்தின் உருமாற்ற தயாரிப்புகளிலிருந்து ஒரு புதிய ஆவியாகாத தனிமத்தை தனிமைப்படுத்தினர், இது தோரியத்தின் பண்புகளில் வேறுபட்டது. இது தோரியம் எக்ஸ் என்று அழைக்கப்பட்டது (பின்னர் இது ரேடியம் 224 Rac இன் ஐசோடோப்பு என்று நிறுவப்பட்டது. டி 1/2 = 3.66 நாட்கள்). அது மாறியது போல், "தோரியம் எமேனேஷன்" துல்லியமாக தோரியம் X இலிருந்து வெளியிடப்பட்டது, அசல் தோரியத்திலிருந்து அல்ல. இதே போன்ற எடுத்துக்காட்டுகள் பெருக்கப்படுகின்றன: ஆரம்பத்தில் வேதியியல் ரீதியாக முழுமையாக சுத்திகரிக்கப்பட்ட யுரேனியம் அல்லது தோரியத்தில், காலப்போக்கில் கதிரியக்க தனிமங்களின் கலவை தோன்றியது, அதையொட்டி, வாயு உட்பட புதிய கதிரியக்க கூறுகள் பெறப்பட்டன. இதனால், பல கதிரியக்க மருந்துகளில் இருந்து வெளியான ஏ-துகள்கள் ஹீலியம் போன்ற வாயுவாக மாறியது, இது 1860களின் பிற்பகுதியில் சூரியனில் (ஸ்பெக்ட்ரல் முறை) கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, மேலும் 1882 இல் சில பாறைகளில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.

அவர்களின் கூட்டுப் பணியின் முடிவுகள் 1902-1903 இல் ரூதர்ஃபோர்ட் மற்றும் சோடி ஆகியோரால் தத்துவ இதழில் பல கட்டுரைகளில் வெளியிடப்பட்டன. இந்த கட்டுரைகளில், பெறப்பட்ட முடிவுகளை பகுப்பாய்வு செய்த பிறகு, சில வேதியியல் கூறுகளை மற்றவர்களுக்கு மாற்றுவது சாத்தியம் என்ற முடிவுக்கு ஆசிரியர்கள் வந்தனர். அவர்கள் எழுதினார்கள்: “கதிரியக்கத்தன்மை என்பது ஒரு அணு நிகழ்வாகும், அதில் புதிய வகைப் பொருள்கள் பிறக்கும் இரசாயன மாற்றங்களோடு சேர்ந்து... கதிரியக்கமானது அணுவுக்குள் வேதியியல் செயல்முறையின் வெளிப்பாடாகக் கருதப்பட வேண்டும்... கதிர்வீச்சு அணுக்களின் மாற்றத்துடன் வருகிறது. ஒரு அணு உருமாற்றத்தின் விளைவாக, முற்றிலும் புதிய வகை பொருள் உருவாகிறது, அதன் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளில் அசல் பொருளிலிருந்து முற்றிலும் வேறுபட்டது.

அந்த நேரத்தில், இந்த முடிவுகள் மிகவும் தைரியமானவை; கியூரிகள் உட்பட பிற முக்கிய விஞ்ஞானிகள், இதே போன்ற நிகழ்வுகளைக் கவனித்திருந்தாலும், ஆரம்பத்திலிருந்தே அசல் பொருளில் "புதிய" கூறுகள் இருப்பதால் அவற்றை விளக்கினார் (உதாரணமாக, கியூரி அதில் உள்ள பொலோனியம் மற்றும் ரேடியத்தை யுரேனியம் தாதுவிலிருந்து தனிமைப்படுத்தினார்). ஆயினும்கூட, ரதர்ஃபோர்ட் மற்றும் சோடி சரியானதாக மாறியது: கதிரியக்கத்தன்மை சில தனிமங்களை மற்றவற்றாக மாற்றுகிறது.

அசைக்க முடியாதது சரிந்து வருவதாகத் தோன்றியது: அணுக்களின் மாறாத தன்மை மற்றும் பிரிக்க முடியாதது, ஏனென்றால் பாயில் மற்றும் லாவோசியர் காலத்திலிருந்தே வேதியியலாளர்கள் வேதியியல் கூறுகளின் சிதைவின்மை பற்றிய முடிவுக்கு வந்தனர் (அப்போது அவர்கள் கூறியது போல், "எளிய உடல்கள்", கட்டுமானத் தொகுதிகள். பிரபஞ்சத்தின்), அவை ஒன்றோடொன்று மாறுவது சாத்தியமற்றது பற்றி. அக்கால விஞ்ஞானிகளின் மனதில் என்ன நடந்து கொண்டிருந்தது என்பது டி.ஐ. மெண்டலீவின் அறிக்கைகளால் தெளிவாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, அவர் பல நூற்றாண்டுகளாக ரசவாதிகள் பேசிக்கொண்டிருந்த உறுப்புகளின் "மாற்றம்" சாத்தியம், இணக்கமான அமைப்பை அழிக்கும் என்று நினைத்திருக்கலாம். அவர் உருவாக்கிய மற்றும் உலகம் முழுவதும் அங்கீகரிக்கப்பட்ட இரசாயனங்கள். 1906 இல் வெளியிடப்பட்ட ஒரு பாடநூலில் வேதியியலின் அடிப்படைகள்அவர் எழுதினார்: “... சில தனிமங்கள் ஒன்றோடொன்று மாறக்கூடிய அனுமானத்தைக் கூட அங்கீகரிக்க நான் (கடுமையான ஆனால் பலனளிக்கும் தூண்டல் அறிவின் அடிப்படையில்) விருப்பமில்லை. யுரேனியத்தில் இருந்து ஆர்கான் அல்லது கதிரியக்க பொருட்கள் அல்லது அதற்கு நேர்மாறாக."

சில இரசாயன தனிமங்களை மற்றவற்றிற்கு மாற்றுவது சாத்தியமற்றது பற்றிய மெண்டலீவின் கருத்துகளின் தவறான தன்மையை காலம் காட்டுகிறது; அதே நேரத்தில், இது அவரது முக்கிய கண்டுபிடிப்பின் மீறல் தன்மையை உறுதிப்படுத்தியது - காலச் சட்டம். இயற்பியலாளர்கள் மற்றும் வேதியியலாளர்களின் அடுத்தடுத்த பணிகளில் சில கூறுகள் மற்றவற்றாக மாறக்கூடியவை மற்றும் இயற்கையின் விதிகள் இந்த மாற்றங்களை நிர்வகிக்கின்றன.

உறுப்புகளின் மாற்றங்கள். கதிரியக்க தொடர்.

20 ஆம் நூற்றாண்டின் முதல் இரண்டு தசாப்தங்களில். பல இயற்பியலாளர்கள் மற்றும் கதிரியக்க வேதியியலாளர்களின் பணியின் மூலம், பல கதிரியக்க கூறுகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. அவற்றின் மாற்றத்தின் தயாரிப்புகள் பெரும்பாலும் கதிரியக்கத்தன்மை கொண்டவை மற்றும் மேலும் மாற்றங்களுக்கு உட்படுகின்றன, சில சமயங்களில் மிகவும் சிக்கலானவை என்பது படிப்படியாக தெளிவாகியது. ஒரு ரேடியோநியூக்லைடு மற்றொன்றாக மாற்றும் வரிசையை அறிந்துகொள்வது, இயற்கையான கதிரியக்கத் தொடர்கள் (அல்லது கதிரியக்க குடும்பங்கள்) என்று அழைக்கப்படுவதை உருவாக்குவதை சாத்தியமாக்கியுள்ளது. அவற்றில் மூன்று இருந்தன, அவை யுரேனியம் வரிசை, ஆக்டினியம் வரிசை மற்றும் தோரியம் வரிசை என்று அழைக்கப்பட்டன. இந்த மூன்று தொடர்களும் கனமான இயற்கைக் கூறுகளிலிருந்து உருவானவை - 18 ஆம் நூற்றாண்டிலிருந்து அறியப்பட்ட யுரேனியம் மற்றும் தோரியம், 1828 இல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது (நிலையற்ற ஆக்டினியம் மூதாதையர் அல்ல, ஆனால் ஆக்டினியம் தொடரின் இடைநிலை உறுப்பினர்). பின்னர், நெப்டியூனியம் தொடர் அவற்றுடன் சேர்க்கப்பட்டது, 1940 இல் செயற்கையாக பெறப்பட்ட முதல் டிரான்ஸ்யூரேனியம் உறுப்பு எண் 93 இல் தொடங்கி, நெப்டியூனியம். அவற்றின் மாற்றத்தின் பல தயாரிப்புகள் அசல் கூறுகளின் பெயரால் பெயரிடப்பட்டன, பின்வரும் திட்டங்களை எழுதுகின்றன:

யுரேனியம் தொடர்: UI ® UX1 ® UX2 ® UII ® Io (ion) ® Ra ® ... ® RaG.

கடல் அனிமோன் தொடர்: AcU ® UY ® Pa ® Ac ® AcK ® AcX ® An ® AcA ® AcB ® AcC ® AcC"" ® AcD.

தோரியம் தொடர்: Th ® MsTh1 ® MsTh2 ® RdTh ® ThХ ® Them ® THA ® ThB ® ThC ® ThC" ® ThD.

அது மாறியது போல், இந்த வரிசைகள் எப்போதும் "நேராக" சங்கிலிகள் அல்ல: அவ்வப்போது அவை கிளைக்கின்றன. எனவே, UX2 நிகழ்தகவு 0.15% UZ ஆக மாறும், அது UII க்கு செல்கிறது. இதேபோல், ThC இரண்டு வழிகளில் சிதைவடையும்: ThC ® ThC இன் மாற்றம் 66.3% இல் நிகழ்கிறது, அதே நேரத்தில், 33.7% நிகழ்தகவுடன், செயல்முறை ThC ® ThC"" ® ThD நிகழ்கிறது. இவை பின்வருமாறு- "முட்கரண்டி" என்று அழைக்கப்படும், ஒரு ரேடியோநியூக்லைடை வெவ்வேறு தயாரிப்புகளாக மாற்றுவது, இந்தத் தொடரில் உள்ள கதிரியக்க மாற்றங்களின் சரியான வரிசையை நிறுவுவதில் உள்ள சிரமம் அதன் பல உறுப்பினர்களின் மிகக் குறுகிய ஆயுளுடன் தொடர்புடையது, குறிப்பாக பீட்டா-செயலில் உள்ளது.

ஒரு காலத்தில், கதிரியக்கத் தொடரின் ஒவ்வொரு புதிய உறுப்பினரும் ஒரு புதிய கதிரியக்க தனிமமாகக் கருதப்பட்டனர், மேலும் இயற்பியலாளர்கள் மற்றும் கதிரியக்க வேதியியலாளர்கள் அதற்கு தங்கள் சொந்த பெயர்களை அறிமுகப்படுத்தினர்: ionium Io, mesothorium-1 MsTh1, ஆக்டினோரேனியம் ஏசியூ, தோரியம் எமனேஷன் திஎம், முதலியன. முதலியன இந்த பெயர்கள் சிக்கலானவை மற்றும் சிரமமானவை, அவை தெளிவான அமைப்பு இல்லை. இருப்பினும், அவற்றில் சில இன்னும் சில சமயங்களில் பாரம்பரியமாக சிறப்பு இலக்கியங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. காலப்போக்கில், இந்த சின்னங்கள் அனைத்தும் சாதாரண வேதியியல் கூறுகளின் நிலையற்ற வகை அணுக்களை (இன்னும் துல்லியமாக, கருக்கள்) குறிக்கின்றன - ரேடியன்யூக்லைடுகள். வேதியியல் ரீதியாக பிரிக்க முடியாத தனிமங்களை வேறுபடுத்தி, ஆனால் அரை-வாழ்க்கை (மற்றும் பெரும்பாலும் சிதைவு வகை) தனிமங்களில் வேறுபடுகிறது, எஃப். சோடி 1913 இல் அவற்றை ஐசோடோப்புகள் என்று அழைக்க முன்மொழிந்தார்.

தொடரின் ஒவ்வொரு உறுப்பினரையும் அறியப்பட்ட வேதியியல் தனிமங்களின் ஐசோடோப்புகளில் ஒன்றிற்கு ஒதுக்கிய பிறகு, யுரேனியம் தொடர் யுரேனியம்-238 உடன் தொடங்குகிறது என்பது தெளிவாகியது. டி 1/2 = 4.47 பில்லியன் ஆண்டுகள்) மற்றும் நிலையான முன்னணி-206 உடன் முடிவடைகிறது; இந்தத் தொடரின் உறுப்பினர்களில் ஒருவர் ரேடியம் மிக முக்கியமான உறுப்பு என்பதால், இந்தத் தொடர் யுரேனியம்-ரேடியம் தொடர் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. ஆக்டினியம் தொடர் (அதன் மற்றொரு பெயர் ஆக்டினோரேனியம் தொடர்) இயற்கை யுரேனியத்திலிருந்து உருவானது, ஆனால் அதன் மற்ற ஐசோடோப்பில் இருந்து - 235 U ( டி 1/2 = 794 மில்லியன் ஆண்டுகள்). தோரியம் தொடர் நியூக்ளைடு 232 வது ( டி 1/2 = 14 பில்லியன் ஆண்டுகள்). இறுதியாக, இயற்கையில் இல்லாத நெப்டியூனியம் தொடர், செயற்கையாக பெறப்பட்ட நெப்டியூனியத்தின் நீண்ட கால ஐசோடோப்புடன் தொடங்குகிறது: 237 Np ® 233 Pa ® 233 U ® 229 Th ® 225 Ra ® 225 Ac ® 2221 Fr 7 மணிக்கு Bi ® 213 Po ® 209 Pb ® 209 Bi. இந்தத் தொடரில் ஒரு “முட்கரண்டி” உள்ளது: 2% நிகழ்தகவு கொண்ட 213 Bi 209 Tl ஆக மாறலாம், இது ஏற்கனவே 209 Pb ஆக மாறும். நெப்டியூனியம் தொடரின் மிகவும் சுவாரஸ்யமான அம்சம் வாயு "வெளிப்பாடுகள்" இல்லாதது, அத்துடன் தொடரின் இறுதி உறுப்பினர் - ஈயத்திற்கு பதிலாக பிஸ்மத். இந்த செயற்கைத் தொடரின் மூதாதையரின் அரை ஆயுள் "மட்டும்" 2.14 மில்லியன் ஆண்டுகள், எனவே நெப்டியூனியம், சூரிய குடும்பம் உருவாகும் போது இருந்திருந்தாலும், இன்றுவரை "உயிர்வாழ" முடியவில்லை, ஏனெனில் பூமியின் வயது 4.6 பில்லியன் ஆண்டுகள் என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது, இந்த நேரத்தில் (2000 க்கும் மேற்பட்ட அரை-வாழ்க்கை) நெப்டியூனியத்தில் ஒரு அணு கூட இருக்காது.

உதாரணமாக, ரேடியம் உருமாற்றச் சங்கிலியில் (ரேடியம்-226 என்பது யுரேனியம்-238ன் கதிரியக்கத் தொடரின் ஆறாவது உறுப்பினர்) நிகழ்வுகளின் சிக்கலான சிக்கலை ரதர்ஃபோர்ட் அவிழ்த்தார். வரைபடம் ரதர்ஃபோர்டின் காலத்தின் சின்னங்கள் மற்றும் நியூக்லைடுகளுக்கான நவீன சின்னங்கள், அத்துடன் சிதைவின் வகை மற்றும் அரை-வாழ்க்கை பற்றிய நவீன தரவு ஆகிய இரண்டையும் காட்டுகிறது; மேலே உள்ள தொடரில் ஒரு சிறிய "முட்கரண்டி" உள்ளது: 0.04% நிகழ்தகவு கொண்ட RaC ஆனது RaC""(210 Tl) ஆக மாறலாம், பின்னர் அது அதே RaD ஆக மாறும் ( டி 1/2 = 1.3 நிமிடம்). இந்த கதிரியக்க ஈயம் மிகவும் நீண்ட அரை ஆயுளைக் கொண்டுள்ளது, எனவே பரிசோதனையின் போது அதன் மேலும் மாற்றங்களை ஒருவர் அடிக்கடி புறக்கணிக்கலாம்.

இந்தத் தொடரின் கடைசி உறுப்பினர், Lead-206 (RaG), நிலையானது; இயற்கை ஈயத்தில் இது 24.1% ஆகும். தோரியம் தொடர் நிலையான ஈயம்-208க்கு வழிவகுக்கிறது ("சாதாரண" ஈயத்தில் அதன் உள்ளடக்கம் 52.4%), ஆக்டினியம் தொடர் லீட்-207க்கு வழிவகுக்கிறது (ஈயத்தில் அதன் உள்ளடக்கம் 22.1%). நவீன பூமியின் மேலோட்டத்தில் உள்ள இந்த ஈய ஐசோடோப்புகளின் விகிதம், நிச்சயமாக, பெற்றோர் நியூக்லைடுகளின் அரை-வாழ்க்கை மற்றும் பூமி உருவான பொருளில் அவற்றின் ஆரம்ப விகிதத்துடன் தொடர்புடையது. மேலும் பூமியின் மேலோட்டத்தில் "சாதாரண", கதிரியக்கமற்ற, ஈயம் 1.4% மட்டுமே. எனவே, ஆரம்பத்தில் பூமியில் யுரேனியம் மற்றும் தோரியம் இல்லை என்றால், அதில் ஈயம் 1.6 × 10 -3% (கோபால்ட் போன்றது), ஆனால் 70 மடங்கு குறைவாக இருக்கும் (எடுத்துக்காட்டாக, இண்டியம் போன்ற அரிய உலோகங்கள் மற்றும் துலியம்!) . மறுபுறம், பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நமது கிரகத்திற்கு பறந்த ஒரு கற்பனை வேதியியலாளர், அதில் மிகவும் குறைவான ஈயத்தையும், அதிக யுரேனியம் மற்றும் தோரியத்தையும் கண்டுபிடித்திருப்பார்.

தோரியத்தின் சிதைவின் போது உருவான சிலோன் கனிம தோரைட்டிலிருந்து (ThSiO 4) எஃப். சோடி 1915 இல் ஈயத்தை தனிமைப்படுத்தியபோது, ​​அதன் அணு நிறை 207.77க்கு சமமாக இருந்தது, அதாவது "சாதாரண" ஈயத்தை (207.2) விட அதிகமாக இருந்தது. இது "கோட்பாட்டு" (208) இலிருந்து வேறுபட்டது, தோரைட்டில் சில யுரேனியம் உள்ளது, இது ஈயம்-206 ஐ உருவாக்குகிறது. அமெரிக்க வேதியியலாளர் தியோடர் வில்லியம் ரிச்சர்ட்ஸ், அணு நிறைகளை அளவிடும் துறையில், தோரியம் இல்லாத சில யுரேனியம் கனிமங்களிலிருந்து ஈயத்தை தனிமைப்படுத்தியபோது, ​​அதன் அணு நிறை கிட்டத்தட்ட சரியாக 206 ஆக மாறியது. இந்த ஈயத்தின் அடர்த்தியும் சற்று குறைவாக இருந்தது. , மற்றும் இது கணக்கிடப்பட்ட ஒன்றிற்கு ஒத்திருந்தது: r (Pb) ґ 206/207.2 = 0.994r (Pb), இங்கு r (Pb) = 11.34 g/cm3. இந்த முடிவுகள் ஈயத்திற்கு, மற்ற பல தனிமங்களைப் போல, மிக அதிக துல்லியத்துடன் அணு நிறை அளவிடுவதில் எந்தப் பயனும் இல்லை என்பதை தெளிவாகக் காட்டுகிறது: வெவ்வேறு இடங்களில் எடுக்கப்பட்ட மாதிரிகள் சற்று வித்தியாசமான முடிவுகளைத் தரும் ( செ.மீ.கார்பன் அலகு).

இயற்கையில், வரைபடங்களில் காட்டப்பட்டுள்ள மாற்றங்களின் சங்கிலிகள் தொடர்ந்து நிகழ்கின்றன. இதன் விளைவாக, சில இரசாயன கூறுகள் (கதிரியக்க) மற்றவையாக மாற்றப்படுகின்றன, மேலும் பூமியின் இருப்பு முழுவதும் இத்தகைய மாற்றங்கள் நிகழ்ந்தன. கதிரியக்கத் தொடரின் ஆரம்ப உறுப்பினர்கள் (அவர்கள் பெற்றோர் என்று அழைக்கப்படுகிறார்கள்) நீண்ட காலம் வாழ்கிறார்கள்: யுரேனியம் -238 இன் அரை ஆயுள் 4.47 பில்லியன் ஆண்டுகள், தோரியம் -232 14.05 பில்லியன் ஆண்டுகள், யுரேனியம் -235 ("ஆக்டினோரேனியம்" என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. ஆக்டினியம் தொடரின் மூதாதையர் - 703.8 மில்லியன் ஆண்டுகள். இந்த நீண்ட சங்கிலியின் அனைத்து அடுத்தடுத்த ("மகள்") உறுப்பினர்களும் கணிசமாக குறுகிய ஆயுளை வாழ்கின்றனர். இந்த வழக்கில், கதிரியக்க வேதியியலாளர்கள் "கதிரியக்க சமநிலை" என்று அழைக்கும் நிலை ஏற்படுகிறது: பெற்றோர் யுரேனியம், தோரியம் அல்லது ஆக்டினியம் (இந்த விகிதம் மிகக் குறைவு) ஆகியவற்றிலிருந்து ஒரு இடைநிலை ரேடியன்யூக்லைடு உருவாகும் விகிதம் இந்த நியூக்ளைட்டின் சிதைவின் விகிதத்திற்கு சமம். இந்த விகிதங்களின் சமத்துவத்தின் விளைவாக, கொடுக்கப்பட்ட ரேடியோநியூக்லைட்டின் உள்ளடக்கம் நிலையானது மற்றும் அதன் அரை-வாழ்க்கை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது: கதிரியக்கத் தொடரின் குறுகிய கால உறுப்பினர்களின் செறிவு சிறியது, மேலும் நீண்ட கால உறுப்பினர்களின் செறிவு அதிக. இடைநிலை சிதைவு தயாரிப்புகளின் உள்ளடக்கத்தின் இந்த நிலைத்தன்மை மிக நீண்ட காலத்திற்கு பராமரிக்கப்படுகிறது (இந்த நேரம் பெற்றோர் நியூக்லைட்டின் அரை-வாழ்க்கையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, மேலும் இது மிக நீண்டது). எளிய கணித மாற்றங்கள் பின்வரும் முடிவுக்கு இட்டுச் செல்கின்றன: தாய்வழி எண்ணிக்கையின் விகிதம் ( என் 0) மற்றும் குழந்தைகள் ( என் 1, என் 2, என் 3...) அணுக்கள் அவற்றின் அரை-வாழ்க்கைக்கு நேர் விகிதத்தில் உள்ளன: என் 0:என் 1:என் 2:என் 3... = டி 0:டி 1:டி 2:டி 3... இவ்வாறு, யுரேனியம்-238 இன் அரை ஆயுள் 4.47 10 9 ஆண்டுகள், ரேடியம் 226 1600 ஆண்டுகள், எனவே யுரேனியம் தாதுக்களில் உள்ள யுரேனியம்-238 மற்றும் ரேடியம்-226 அணுக்களின் எண்ணிக்கையின் விகிதம் 4.47 10 9: 1600 , இதிலிருந்து 1 டன் யுரேனியத்திற்கு, கதிரியக்க சமநிலையை அடைந்தவுடன், 0.34 கிராம் ரேடியம் மட்டுமே உள்ளது என்பதைக் கணக்கிடுவது (இந்த தனிமங்களின் அணு நிறைகளைக் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது) எளிதானது.

இதற்கு நேர்மாறாக, தாதுக்களில் உள்ள யுரேனியம் மற்றும் ரேடியத்தின் விகிதத்தையும், அதே போல் ரேடியத்தின் அரை ஆயுளையும் அறிந்தால், யுரேனியத்தின் அரை ஆயுளைத் தீர்மானிக்க முடியும், மேலும் ரேடியத்தின் அரை ஆயுளை நீங்கள் தீர்மானிக்கத் தேவையில்லை. ஆயிரம் ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக காத்திருங்கள் - (அதன் கதிரியக்கத்தின் மூலம்) சிதைவு விகிதத்தை (அதாவது .d மதிப்பு) அளவிட போதுமானது என்/d டி) அந்த தனிமத்தின் சிறிய அறியப்பட்ட அளவு (அறிந்த எண்ணிக்கையிலான அணுக்களுடன் என்) பின்னர் சூத்திரத்தின் படி டி என்/d டி= –எல் என்மதிப்பை தீர்மானிக்கவும் l = ln2/ டி 1/2.

இடப்பெயர்ச்சி சட்டம்.

எந்தவொரு கதிரியக்கத் தொடரின் உறுப்பினர்களும் தனிமங்களின் கால அட்டவணையில் வரிசையாகத் திட்டமிடப்பட்டால், இந்தத் தொடரில் உள்ள ரேடியோநியூக்லைடுகள் தாய் உறுப்பு (யுரேனியம், தோரியம் அல்லது நெப்டியூனியம்) இலிருந்து ஈயம் அல்லது பிஸ்மத்துக்கு சீராக மாறாது, ஆனால் "குதி" என்று மாறிவிடும். வலது மற்றும் பின்னர் இடது. இவ்வாறு, யுரேனியம் தொடரில், ஈயத்தின் இரண்டு நிலையற்ற ஐசோடோப்புகள் (உறுப்பு எண். 82) பிஸ்மத்தின் ஐசோடோப்புகளாக (உறுப்பு எண். 83), பின்னர் பொலோனியத்தின் ஐசோடோப்புகளாக (உறுப்பு எண். 84), பின்னர் மீண்டும் ஈயத்தின் ஐசோடோப்புகளாக மாறுகின்றன. இதன் விளைவாக, கதிரியக்க உறுப்பு பெரும்பாலும் தனிமங்களின் அட்டவணையின் அதே கலத்திற்குத் திரும்புகிறது, ஆனால் வேறுபட்ட நிறை கொண்ட ஐசோடோப்பு உருவாகிறது. இந்த "ஜம்ப்களில்" ஒரு குறிப்பிட்ட முறை உள்ளது என்று மாறியது, இது 1911 இல் F. Soddy கவனித்தது.

ஒரு - சிதைவின் போது, ​​ஒரு - துகள் (ஹீலியம் அணுவின் கரு) கருவில் இருந்து வெளியேற்றப்படுகிறது, எனவே, கருவின் கட்டணம் 2 ஆல் குறைகிறது (இரண்டு செல்கள் மூலம் கால அட்டவணையில் மாற்றம் இடதுபுறம்), மற்றும் வெகுஜன எண் 4 ஆல் குறைகிறது, இது புதிய தனிமத்தின் ஐசோடோப்பு என்ன என்பதைக் கணிக்க அனுமதிக்கிறது. ஒரு எடுத்துக்காட்டு ரேடானின் a - சிதைவு: ® + . b- சிதைவுடன், மாறாக, கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை ஒன்று அதிகரிக்கிறது, ஆனால் கருவின் நிறை மாறாது ( செ.மீ.ரேடியோஆக்டிவிட்டி), அதாவது. உறுப்புகளின் அட்டவணையில் ஒரு கலத்தால் வலதுபுறம் மாற்றம் உள்ளது. ரேடானில் இருந்து உருவான பொலோனியத்தின் இரண்டு தொடர்ச்சியான மாற்றங்கள் ஒரு எடுத்துக்காட்டு: ® ® . எனவே, எத்தனை ஆல்பா மற்றும் பீட்டா துகள்கள் வெளியேற்றப்படுகின்றன என்பதைக் கணக்கிட முடியும், எடுத்துக்காட்டாக, ரேடியம் -226 சிதைவின் விளைவாக (யுரேனியம் தொடரைப் பார்க்கவும்), நாம் "முட்கரண்டிகளை" கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளாவிட்டால். ஆரம்ப நியூக்ளைடு, இறுதி நியூக்ளைடு - . வெகுஜனத்தின் குறைவு (அல்லது மாறாக, நிறை எண், அதாவது, கருவில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் மொத்த எண்ணிக்கை) 226 - 206 = 20 க்கு சமம், எனவே, 20/4 = 5 ஆல்பா துகள்கள் வெளியேற்றப்பட்டன. இந்த துகள்கள் 10 புரோட்டான்களை எடுத்துச் சென்றன, மேலும் பி-சிதைவுகள் இல்லாவிட்டால், இறுதிச் சிதைவுப் பொருளின் அணுக்கரு கட்டணம் 88 - 10 = 78 ஆக இருக்கும். உண்மையில், இறுதி தயாரிப்பில் 82 புரோட்டான்கள் உள்ளன, எனவே, மாற்றங்கள், 4 நியூட்ரான்கள் புரோட்டான்களாக மாறியது மற்றும் 4 பி துகள்கள் வெளியேற்றப்பட்டன.

பெரும்பாலும், ஒரு a- சிதைவைத் தொடர்ந்து இரண்டு b- சிதைவுகள் ஏற்படுகின்றன, இதன் விளைவாக உறுப்பு உறுப்புகளின் அட்டவணையின் அசல் கலத்திற்குத் திரும்புகிறது - அசல் தனிமத்தின் இலகுவான ஐசோடோப்பின் வடிவத்தில். இந்த உண்மைகளுக்கு நன்றி, மெண்டலீவின் கால விதியானது தனிமங்களின் பண்புகள் மற்றும் அவற்றின் கருவின் சார்ஜ் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவை பிரதிபலிக்கிறது, ஆனால் அவற்றின் நிறை அல்ல (அணுவின் அமைப்பு அறியப்படாதபோது இது முதலில் வடிவமைக்கப்பட்டது).

கதிரியக்க இடப்பெயர்ச்சி விதி 1913 இல் பல விஞ்ஞானிகளின் கடினமான ஆராய்ச்சியின் விளைவாக உருவாக்கப்பட்டது. அவர்களில் குறிப்பிடத்தக்கவர்கள் சோடியின் உதவியாளர் அலெக்சாண்டர் ஃப்ளெக், சோடியின் பயிற்சியாளர் ஏ.எஸ். ரஸ்ஸல், ஹங்கேரிய இயற்பியல் வேதியியலாளர் மற்றும் கதிரியக்க வேதியியலாளர் ஜியோர்ஜி ஹெவி, 1911-1913 இல் மான்செஸ்டர் பல்கலைக்கழகத்தில் ரதர்ஃபோர்டுடன் பணிபுரிந்தார், மற்றும் ஜெர்மன் (பின்னர் அமெரிக்கன்) இயற்பியல் வேதியியலாளர் சி. 1887–1975). இந்த சட்டம் பெரும்பாலும் சோடி-ஃபையன்ஸ் சட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

தனிமங்களின் செயற்கை மாற்றம் மற்றும் செயற்கை கதிரியக்கம்.

கனரக ஹைட்ரஜன் ஐசோடோப்பு டியூட்டீரியத்தின் கருக்கள், அதிக வேகத்திற்கு முடுக்கிவிடப்பட்ட டியூட்ரான்கள் மூலம் பல்வேறு மாற்றங்கள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. இவ்வாறு, எதிர்வினையின் போது + ® +, முதல் முறையாக சூப்பர் ஹெவி ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி செய்யப்பட்டது - டிரிடியம். இரண்டு டியூட்டரான்களின் மோதல் வெவ்வேறு விதமாக தொடரலாம்: + ® +, கட்டுப்படுத்தப்பட்ட தெர்மோநியூக்ளியர் வினையின் சாத்தியத்தை ஆய்வு செய்வதற்கு இந்த செயல்முறைகள் முக்கியம். எதிர்வினை + ® () ® 2 முக்கியமானதாக மாறியது, ஏனெனில் இது ஏற்கனவே டியூட்டரான்களின் (0.16 MeV) ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த ஆற்றலில் நிகழ்கிறது மற்றும் மகத்தான ஆற்றலின் வெளியீடு - 22.7 MeV (1 MeV = 10 6 eV என்பதை நினைவில் கொள்க. , மற்றும் 1 eV = 96.5 kJ/mol).

பெரிலியம் ஏ-துகள்களால் தாக்கப்படும் போது ஏற்படும் எதிர்வினை பெரும் நடைமுறை முக்கியத்துவம் பெற்றது: + ® () ® + , இது 1932 இல் நடுநிலை நியூட்ரான் துகள் கண்டுபிடிக்கப்படுவதற்கு வழிவகுத்தது, மேலும் ரேடியம்-பெரிலியம் நியூட்ரான் ஆதாரங்கள் மிகவும் வசதியாக மாறியது. அறிவியல் ஆராய்ச்சிக்காக. வெவ்வேறு ஆற்றல்களைக் கொண்ட நியூட்ரான்கள் + ® + வினைகளின் விளைவாகவும் பெறலாம்; + ® + ; + ® + . சார்ஜ் இல்லாத நியூட்ரான்கள் குறிப்பாக அணுக்கருக்களுக்குள் எளிதில் ஊடுருவி, நியூக்ளைடு சுடப்படும் மற்றும் நியூட்ரான்களின் வேகம் (ஆற்றல்) ஆகிய இரண்டையும் சார்ந்து பல்வேறு செயல்முறைகளை ஏற்படுத்துகின்றன. எனவே, ஒரு மெதுவான நியூட்ரானை வெறுமனே உட்கருவால் பிடிக்க முடியும், மேலும் காமா குவாண்டத்தை வெளியிடுவதன் மூலம் அணுக்கரு சில அதிகப்படியான ஆற்றலில் இருந்து வெளியிடப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக: + ® + g. யுரேனியத்தின் பிளவு வினையைக் கட்டுப்படுத்த அணு உலைகளில் இந்த எதிர்வினை பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது: காட்மியம் தண்டுகள் அல்லது தட்டுகள் அணுக் கொதிகலனுக்குள் தள்ளப்பட்டு எதிர்வினையை மெதுவாக்கும்.

விஷயம் இந்த மாற்றங்களுக்கு மட்டுப்படுத்தப்பட்டிருந்தால், கதிர்வீச்சை நிறுத்திய பிறகு, நியூட்ரான் ஃப்ளக்ஸ் உடனடியாக காய்ந்திருக்க வேண்டும், எனவே, பொலோனியம் மூலத்தை அகற்றிய பிறகு, அனைத்து நடவடிக்கைகளும் நிறுத்தப்படும் என்று அவர்கள் எதிர்பார்த்தனர், ஆனால் துகள் கவுண்டர் தொடர்ந்தது. படிப்படியாக மங்கிப்போன பருப்புகளைப் பதிவு செய்யவும் - அதிவேகச் சட்டத்தின்படி துல்லியமாக. இதை ஒரே ஒரு வழியில் மட்டுமே விளக்க முடியும்: ஆல்பா கதிர்வீச்சின் விளைவாக, முன்னர் அறியப்படாத கதிரியக்க தனிமங்கள் நைட்ரஜன்-13 க்கு 10 நிமிடங்கள் மற்றும் பாஸ்பரஸ்-30 க்கு 2.5 நிமிடங்கள் என்ற சிறப்பியல்பு அரை ஆயுளுடன் தோன்றின. இந்த உறுப்புகள் பாசிட்ரான் சிதைவுக்கு உட்படுகின்றன: ® + e + , ® + e + . மூன்று நிலையான இயற்கை ஐசோடோப்புகளால் குறிப்பிடப்படும் மெக்னீசியத்துடன் சுவாரஸ்யமான முடிவுகள் பெறப்பட்டன, மேலும் அவை அனைத்தும் சிலிக்கான் அல்லது அலுமினியத்தின் கதிரியக்க நியூக்ளைடுகளை உருவாக்குகின்றன, அவை 227- அல்லது பாசிட்ரான் சிதைவுக்கு உட்படுகின்றன:

செயற்கை கதிரியக்க தனிமங்களின் உற்பத்தி மிகவும் நடைமுறை முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது, ஏனெனில் இது ஒரு குறிப்பிட்ட நோக்கத்திற்காக வசதியான அரை ஆயுள் கொண்ட ரேடியோனூக்லைடுகளின் தொகுப்பு மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட சக்தியுடன் விரும்பிய வகை கதிர்வீச்சை அனுமதிக்கிறது. நியூட்ரான்களை "திட்டங்களாக" பயன்படுத்துவது மிகவும் வசதியானது. ஒரு நியூக்ளியஸால் ஒரு நியூட்ரானைப் பிடிப்பது பெரும்பாலும் நிலையற்றதாக ஆக்குகிறது, புதிய அணு கதிரியக்கமாக மாறும். "கூடுதல்" நியூட்ரானை புரோட்டானாக மாற்றுவதால், அதாவது 227 கதிர்வீச்சு காரணமாக இது நிலையானதாக மாறும்; இதுபோன்ற பல எதிர்வினைகள் அறியப்படுகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக: + ® ® + இ. வளிமண்டலத்தின் மேல் அடுக்குகளில் ஏற்படும் ரேடியோகார்பன் உருவாக்கத்தின் எதிர்வினை மிகவும் முக்கியமானது: + ® + ( செ.மீ.ரேடியோகார்பன் பகுப்பாய்வு முறை). ட்ரிடியம் மெதுவான நியூட்ரான்களை லித்தியம்-6 கருக்களால் உறிஞ்சுவதன் மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது. வேகமான நியூட்ரான்களின் செல்வாக்கின் கீழ் பல அணுக்கரு மாற்றங்களை அடைய முடியும், எடுத்துக்காட்டாக: + ® + ; + ® + ; + ® + . எனவே, சாதாரண கோபால்ட்டை நியூட்ரான்களுடன் கதிர்வீச்சு செய்வதன் மூலம், கதிரியக்க கோபால்ட் -60 பெறப்படுகிறது, இது காமா கதிர்வீச்சின் சக்திவாய்ந்த ஆதாரமாகும் (இது 60 கோ - உற்சாகமான கருக்களின் சிதைவு உற்பத்தியால் வெளியிடப்படுகிறது). சில டிரான்ஸ்யூரேனியம் கூறுகள் நியூட்ரான்களுடன் கதிர்வீச்சு மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, இயற்கை யுரேனியம்-238 இலிருந்து, நிலையற்ற யுரேனியம்-239 முதலில் உருவாகிறது, இது பி-சிதைவின் போது ( டி 1/2 = 23.5 நிமிடம்) முதல் டிரான்ஸ்யூரேனியம் உறுப்பு நெப்டியூனியம்-239 ஆக மாறுகிறது, மேலும் இது பி-சிதைவு மூலம் ( டி 1/2 = 2.3 நாட்கள்) ஆயுதங்கள்-தர புளூட்டோனியம்-239 என்று அழைக்கப்படும் மிக முக்கியமானதாக மாறும்.

அதற்குத் தேவையான அணுக்கரு வினையைச் செய்து செயற்கையாகத் தங்கத்தைப் பெற்று, ரசவாதிகள் செய்யத் தவறியதைச் சாதிக்க முடியுமா? கோட்பாட்டளவில், இதற்கு எந்த தடையும் இல்லை. மேலும், அத்தகைய தொகுப்பு ஏற்கனவே மேற்கொள்ளப்பட்டுள்ளது, ஆனால் அது செல்வத்தை கொண்டு வரவில்லை. தங்கத்தை செயற்கையாக உற்பத்தி செய்வதற்கான எளிதான வழி, நியூட்ரான்களின் நீரோட்டத்துடன் தங்கத்திற்குப் பிறகு கால அட்டவணையில் உள்ள தனிமத்தை கதிர்வீச்சு செய்வதாகும். பின்னர், + ® + எதிர்வினையின் விளைவாக, ஒரு நியூட்ரான் பாதரச அணுவிலிருந்து ஒரு புரோட்டானைத் தட்டி அதை தங்க அணுவாக மாற்றும். இந்த எதிர்வினை குறிப்பிட்ட நிறை எண்களைக் குறிக்கவில்லை ( ஏ) பாதரசம் மற்றும் தங்கத்தின் நியூக்லைடுகள். இயற்கையில் தங்கம் மட்டுமே நிலையான நியூக்லைடு ஆகும், மேலும் இயற்கையான பாதரசம் ஐசோடோப்புகளின் சிக்கலான கலவையாகும். ஏ= 196 (0.15%), 198 (9.97%), 199 (1.87%), 200 (23.10%), 201 (13.18%), 202 (29.86%) மற்றும் 204 (6.87%). இதன் விளைவாக, மேலே உள்ள திட்டத்தின் படி, நிலையற்ற கதிரியக்க தங்கத்தை மட்டுமே பெற முடியும். இது 1941 ஆம் ஆண்டின் முற்பகுதியில் ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தில் இருந்து அமெரிக்க வேதியியலாளர்கள் குழுவால் பெறப்பட்டது, வேகமான நியூட்ரான்களின் நீரோட்டத்துடன் பாதரசத்தை கதிர்வீச்சு செய்தது. சில நாட்களுக்குப் பிறகு, தங்கத்தின் அனைத்து கதிரியக்க ஐசோடோப்புகளும், பீட்டா சிதைவின் மூலம், மீண்டும் பாதரசத்தின் அசல் ஐசோடோப்புகளாக மாறியது.

ஆனால் மற்றொரு வழி உள்ளது: பாதரசம்-196 அணுக்கள் மெதுவான நியூட்ரான்களால் கதிர்வீச்சு செய்யப்பட்டால், அவை பாதரசம்-197 அணுக்களாக மாறும்: + ® + g. இந்த அணுக்கள், 2.7 நாட்கள் அரை ஆயுள் கொண்டவை, எலக்ட்ரான் பிடிப்புக்கு உட்பட்டு இறுதியாக நிலையான தங்க அணுக்களாக மாறுகின்றன: + e ® . இந்த மாற்றம் 1947 இல் சிகாகோவில் உள்ள தேசிய ஆய்வகத்தின் ஊழியர்களால் மேற்கொள்ளப்பட்டது. மெதுவான நியூட்ரான்களுடன் 100 மி.கி பாதரசத்தை கதிர்வீச்சு செய்வதன் மூலம், அவை 0.035 மி.கி 197Au ஐப் பெற்றன. அனைத்து பாதரசம் தொடர்பாக, மகசூல் மிகவும் சிறியது - 0.035% மட்டுமே, ஆனால் 196Hg உடன் ஒப்பிடும்போது இது 24% ஐ அடைகிறது! இருப்பினும், இயற்கையான பாதரசத்தில் 196 Hg ஐசோடோப்பு குறைவாக உள்ளது, கூடுதலாக, கதிர்வீச்சு செயல்முறை மற்றும் அதன் காலம் (கதிர்வீச்சுக்கு பல ஆண்டுகள் தேவைப்படும்), மேலும் ஒரு சிக்கலான கலவையிலிருந்து நிலையான "செயற்கை தங்கத்தை" தனிமைப்படுத்துவது அளவிட முடியாத அளவுக்கு அதிகமாக செலவாகும். ஏழ்மையான தாதுவிலிருந்து தங்கத்தை தனிமைப்படுத்துதல்(). எனவே தங்கத்தை செயற்கையாக உற்பத்தி செய்வது முற்றிலும் தத்துவார்த்த ஆர்வம் மட்டுமே.

கதிரியக்க மாற்றங்களின் அளவு வடிவங்கள்.

ஒரு குறிப்பிட்ட நிலையற்ற அணுக்கருவைக் கண்காணிக்க முடிந்தால், அது எப்போது சிதைவடையும் என்று கணிக்க முடியாது. இது ஒரு சீரற்ற செயல்முறையாகும் மற்றும் சில சந்தர்ப்பங்களில் மட்டுமே சிதைவின் நிகழ்தகவை ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்திற்கு மதிப்பீடு செய்ய முடியும். இருப்பினும், நுண்ணோக்கின் கீழ் கிட்டத்தட்ட கண்ணுக்கு தெரியாத தூசியின் மிகச்சிறிய புள்ளி கூட அதிக எண்ணிக்கையிலான அணுக்களைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இந்த அணுக்கள் கதிரியக்கமாக இருந்தால், அவற்றின் சிதைவு கடுமையான கணித விதிகளுக்குக் கீழ்ப்படிகிறது: மிகப் பெரிய எண்ணிக்கையிலான பொருட்களின் சிறப்பியல்பு புள்ளிவிவர விதிகள் நடைமுறைக்கு வருகின்றன. . பின்னர் ஒவ்வொரு ரேடியன்யூக்லைடையும் ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பால் வகைப்படுத்தலாம் - அரை ஆயுள் ( டி 1/2) என்பது கிடைக்கக்கூடிய கருக்களின் எண்ணிக்கையில் பாதி சிதைவடையும் நேரமாகும். ஆரம்ப தருணத்தில் இருந்தால் என் 0 கோர்கள், பின்னர் சிறிது நேரம் கழித்து டி = டிஅவற்றில் 1/2 இருக்கும் என் 0/2, மணிக்கு டி = 2டி 1/2 இருக்கும் என் 0/4 = என் 0/2 2 , மணிக்கு டி = 3டி 1/2 – என் 0/8 = என் 0/2 3 போன்றவை. பொதுவாக, எப்போது டி = nT 1/2 இருக்கும் என் 0/2 nகருக்கள், எங்கே n = டி/டி 1/2 என்பது அரை-வாழ்க்கைகளின் எண்ணிக்கை (இது முழு எண்ணாக இருக்க வேண்டியதில்லை). சூத்திரம் என்று காட்டுவது எளிது என் = என் 0/2 டி/டி 1/2 என்பது சூத்திரத்திற்குச் சமம் என் = என் 0e - எல் டி, இங்கு l என்பது சிதைவு மாறிலி என்று அழைக்கப்படுகிறது. முறையாக, இது சிதைவு விகிதம் d க்கு இடையிலான விகிதாசார குணகம் என வரையறுக்கப்படுகிறது என்/d டிமற்றும் கிடைக்கும் கோர்களின் எண்ணிக்கை: டி என்/d டி= – எல் என்(கழித்தல் குறி அதைக் குறிக்கிறது என்காலப்போக்கில் குறைகிறது). இந்த வேற்றுமை சமன்பாட்டை ஒருங்கிணைப்பது, சரியான நேரத்தில் கோர்களின் எண்ணிக்கையின் அதிவேக சார்புநிலையை அளிக்கிறது. இந்த சூத்திரத்தில் மாற்றுதல் என் = என் 0/2 மணிக்கு டி = டி 1/2, சிதைவு மாறிலி அரை-வாழ்க்கைக்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாக இருப்பதைப் பெறுகிறோம்: l = ln2/ டி 1/2 = 0,693/டி 1/2. மதிப்பு t = 1/ l என்பது கருவின் சராசரி ஆயுட்காலம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. உதாரணமாக, 226 Ra க்கு டி 1/2 = 1600 ஆண்டுகள், t = 1109 ஆண்டுகள்.

கொடுக்கப்பட்ட சூத்திரங்களின்படி, மதிப்பை அறிவது டி 1/2 (அல்லது எல்), எந்த காலத்திற்குப் பிறகும் ரேடியன்யூக்லைட்டின் அளவைக் கணக்கிடுவது எளிது, மேலும் ரேடியோநியூக்ளைட்டின் அளவு வெவ்வேறு புள்ளிகளில் அறியப்பட்டால், அவற்றிலிருந்து அரை ஆயுளைக் கணக்கிடலாம். கருக்களின் எண்ணிக்கைக்கு பதிலாக, நீங்கள் கதிர்வீச்சு செயல்பாட்டை சூத்திரத்தில் மாற்றலாம், இது கிடைக்கக்கூடிய கருக்களின் எண்ணிக்கைக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும். என். செயல்பாடு பொதுவாக மாதிரியில் உள்ள மொத்த சிதைவுகளின் எண்ணிக்கையால் வகைப்படுத்தப்படுவதில்லை, ஆனால் அதற்கு விகிதாசாரமாக இருக்கும் பருப்புகளின் எண்ணிக்கையால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, அவை சாதனம் அளவிடும் செயல்பாட்டால் பதிவு செய்யப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, 1 கிராம் கதிரியக்க பொருள் இருந்தால், அதன் அரை ஆயுள் குறைவாக இருந்தால், பொருள் மிகவும் சுறுசுறுப்பாக இருக்கும்.

மற்ற கணித விதிகள் குறைந்த எண்ணிக்கையிலான ரேடியன்யூக்லைடுகளின் நடத்தையை விவரிக்கின்றன. இங்கே நாம் ஒரு குறிப்பிட்ட நிகழ்வின் நிகழ்தகவு பற்றி மட்டுமே பேச முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ரேடியோநியூக்ளைடில் ஒரு அணு (இன்னும் துல்லியமாக, ஒரு கரு) இருக்கட்டும். டி 1/2 = 1 நிமிடம். இந்த அணு 1 நிமிடம் வாழும் நிகழ்தகவு 1/2 (50%), 2 நிமிடங்கள் - 1/4 (25%), 3 நிமிடங்கள் - 1/8 (12.5%), 10 நிமிடங்கள் - (1/2 ) 10 = 1/10 24 (0.1%), 20 நிமிடம் - (1/2) 20 = 1/1048576 (0.00001%). ஒரு அணுவிற்கு வாய்ப்பு மிகக் குறைவு, ஆனால் நிறைய அணுக்கள் இருக்கும்போது, ​​எடுத்துக்காட்டாக, பல பில்லியன்கள், அவற்றில் பல, சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி, 20 அரை வாழ்நாள் அல்லது அதற்கு மேற்பட்டவை வாழும். ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்திற்குள் ஒரு அணு சிதைவதற்கான நிகழ்தகவு பெறப்பட்ட மதிப்புகளை 100 இலிருந்து கழிப்பதன் மூலம் பெறப்படுகிறது. எனவே, ஒரு அணு 2 நிமிடங்கள் உயிர்வாழும் நிகழ்தகவு 25% என்றால், அதே அணுவின் நிகழ்தகவு இந்த நேரத்தில் சிதைந்துவிடும். நேரம் 100 - 25 = 75%, நிகழ்தகவு சிதைவு 3 நிமிடங்களுக்குள் - 87.5%, 10 நிமிடங்களுக்குள் - 99.9%, முதலியன.

பல நிலையற்ற அணுக்கள் இருந்தால் சூத்திரம் மிகவும் சிக்கலானதாகிறது. இந்த வழக்கில், நிகழ்வின் புள்ளியியல் நிகழ்தகவு பைனோமியல் குணகங்களைக் கொண்ட சூத்திரத்தால் விவரிக்கப்படுகிறது. இருந்தால் என்அணுக்கள், மற்றும் காலப்போக்கில் அவற்றில் ஒன்றின் சிதைவின் நிகழ்தகவு டிசமமாக ப, பின்னர் அந்த நேரத்தில் நிகழ்தகவு டிஇருந்து என்அணுக்கள் சிதைந்துவிடும் n(மற்றும் அதன்படி இருக்கும் என் – n), சமமாக உள்ளது பி = என்!ப என்(1–ப) என்–n /(என்–n)!n! இதேபோன்ற சூத்திரங்கள் புதிய நிலையற்ற தனிமங்களின் தொகுப்பில் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும், அவற்றின் அணுக்கள் தனித்தனியாக பெறப்படுகின்றன (உதாரணமாக, அமெரிக்க விஞ்ஞானிகள் குழு 1955 இல் மெண்டலீவியம் என்ற புதிய தனிமத்தை கண்டுபிடித்தபோது, ​​​​அவர்கள் அதை 17 அணுக்களின் அளவில் மட்டுமே பெற்றனர். )

இந்த சூத்திரத்தின் பயன்பாடு ஒரு குறிப்பிட்ட வழக்கில் விளக்கப்படலாம். உதாரணமாக, இருக்கட்டும் என்= 1 மணிநேர அரை ஆயுள் கொண்ட 16 அணுக்கள். ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான அணுக்களின் சிதைவின் நிகழ்தகவை நீங்கள் கணக்கிடலாம், எடுத்துக்காட்டாக நேரத்தில் டி= 4 மணி நேரம். இந்த 4 மணி நேரத்தில் ஒரு அணு உயிர்வாழும் நிகழ்தகவு முறையே 1/2 4 = 1/16 ஆகும், இந்த நேரத்தில் அதன் சிதைவின் நிகழ்தகவு ஆர்= 1 - 1/16 = 15/16. இந்த ஆரம்ப தரவுகளை சூத்திரத்தில் மாற்றுவது: ஆர் = 16!(15/16) n (1/16) 16–n /(16–n)!n! = 16!15 n /2 64 (16–n)!n! சில கணக்கீடுகளின் முடிவுகள் அட்டவணையில் காட்டப்பட்டுள்ளன:

அட்டவணை 1.
இடது அணுக்கள் (16– n)	16	10	8	6	4	3	2	1	0
அணுக்கள் சிதைந்தன n	0	6	8	10	12	13	14	15	16
நிகழ்தகவு ஆர், %	5·10 -18	5·10 -7	1.8·10 –4	0,026	1,3	5,9	19,2	38,4	35,2

எனவே, 4 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு (4 அரை-வாழ்க்கை) 16 அணுக்களில், ஒன்று கூட இருக்காது, ஒருவர் கருதலாம்: இந்த நிகழ்வின் நிகழ்தகவு 38.4% மட்டுமே, இருப்பினும் இது வேறு எந்த விளைவுகளின் நிகழ்தகவையும் விட அதிகமாக உள்ளது. அட்டவணையில் இருந்து பார்க்க முடிந்தால், அனைத்து 16 அணுக்களும் (35.2%) அல்லது அவற்றில் 14 மட்டுமே சிதைவடையும் நிகழ்தகவு மிக அதிகம். ஆனால் 4 அரை-ஆயுட்களுக்குப் பிறகு அனைத்து அணுக்களும் "உயிருடன்" இருக்கும் (ஒன்று கூட சிதையவில்லை) நிகழ்தகவு மிகக் குறைவு. 16 அணுக்கள் இல்லை என்றால், ஆனால், 10 20 என்று வைத்துக்கொள்வோம், 1 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு அவற்றின் எண்ணிக்கையில் பாதி, 2 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு - கால் பகுதி போன்றவை இருக்கும் என்று கிட்டத்தட்ட 100% நம்பிக்கையுடன் சொல்லலாம் என்பது தெளிவாகிறது. அதாவது, அதிக அணுக்கள் உள்ளன, அவற்றின் சிதைவு அதிவேக விதிக்கு ஒத்திருக்கிறது.

Becquerel காலத்திலிருந்து நடத்தப்பட்ட பல சோதனைகள், கதிரியக்கச் சிதைவு விகிதம் நடைமுறையில் வெப்பநிலை, அழுத்தம் அல்லது அணுவின் வேதியியல் நிலை ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படுவதில்லை என்பதைக் காட்டுகிறது. விதிவிலக்குகள் மிகவும் அரிதானவை; எனவே, எலக்ட்ரான் பிடிப்பு விஷயத்தில், மதிப்பு டிதனிமத்தின் ஆக்சிஜனேற்ற நிலை மாறும்போது 1/2 சிறிது மாறுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, 7 BeF 2 இன் சிதைவு 7 BeO அல்லது உலோக 7 Be ஐ விட தோராயமாக 0.1% மெதுவாக நிகழ்கிறது.

அறியப்பட்ட நிலையற்ற கருக்களின் மொத்த எண்ணிக்கை - ரேடியன்யூக்லைடுகள் - இரண்டாயிரத்தை நெருங்குகிறது, அவற்றின் வாழ்நாள் மிகவும் பரந்த வரம்புகளுக்குள் மாறுபடும். நீண்ட கால ரேடியோநியூக்லைடுகள் இரண்டும் அறியப்படுகின்றன, அவற்றுக்கான அரை ஆயுள் மில்லியன் மற்றும் பில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகள் ஆகும், மற்றும் குறுகிய காலம், ஒரு நொடியின் சிறிய பின்னங்களில் முற்றிலும் சிதைந்துவிடும். சில ரேடியோநியூக்லைடுகளின் அரை ஆயுள் அட்டவணையில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது.

சில ரேடியோநியூக்லைடுகளின் பண்புகள் (Tc, Pm, Po மற்றும் நிலையான ஐசோடோப்புகள் இல்லாத அனைத்து அடுத்தடுத்த உறுப்புகளுக்கும், அவற்றின் நீண்ட கால ஐசோடோப்புகளுக்கான தரவு வழங்கப்படுகிறது).

அட்டவணை 2.
வரிசை எண்	சின்னம்	நிறை எண்	அரை ஆயுள்
1	டி	3	12,323 ஆண்டுகள்
6	உடன்	14	5730 ஆண்டுகள்
15	ஆர்	32	14.3 நாட்கள்
19	TO	40	1.28 10 9 ஆண்டுகள்
27	கோ	60	5,272 ஆண்டுகள்
38	சீனியர்	90	28.5 ஆண்டுகள்
43	டி.எஸ்	98	4.2 10 6 ஆண்டுகள்
53	ஐ	131	8.02 நாட்கள்
61	மாலை	145	17.7 ஆண்டுகள்
84	ரோ	209	102 வயது
85	மணிக்கு	210	8.1 ம
86	Rn	222	3,825 நாட்கள்
87	Fr	223	21.8 நிமிடம்
88	ரா	226	1600 ஆண்டுகள்
89	ஏசி	227	21.77 ஆண்டுகள்
90	த	232	1.405 10 9 ஆண்டுகள்
91	ரா	231	32,760 ஆண்டுகள்
92	யு	238	4.468 10 9 ஆண்டுகள்
93	Np	237	2.14 10 6 ஆண்டுகள்
94	பு	244	8.26 10 7 ஆண்டுகள்
95	ஆம்	243	7370 ஆண்டுகள்
96	செ.மீ	247	1.56 10 7
97	பிகே	247	1380 ஆண்டுகள்
98	Cf	251	898 ஆண்டுகள்
99	Es	252	471.7 நாட்கள்
100	Fm	257	100.5 நாட்கள்
101	எம்.டி	260	27.8 நாட்கள்
102	இல்லை	259	58 நிமிடம்
103	Lr	262	3.6 மணி
104	Rf	261	78 செ
105	Db	262	34 வி
106	Sg	266	21 வி
107	Bh	264	0.44 செ
108	ஹெச்	269	9 வி
109	மவுண்ட்	268	70 எம்.எஸ்
110	Ds	271	56 எம்.எஸ்
111	–	272	1.5 எம்.எஸ்
112	–	277	0.24 எம்.எஸ்

அறியப்பட்ட மிகக் குறுகிய கால நியூக்லைடு 5 லி: அதன் ஆயுட்காலம் 4.4·10 –22 வி). இந்த நேரத்தில், ஒளி கூட 10-11 செமீ மட்டுமே பயணிக்கும், அதாவது. தொலைவு கருவின் விட்டத்தை விட பல பத்து மடங்கு பெரியது மற்றும் எந்த அணுவின் அளவை விடவும் சிறியது. மிக நீண்ட காலம் 128 Te (இயற்கை டெல்லூரியத்தில் 31.7% அளவு உள்ளது) எட்டு செப்டில்லியன் (8·10 24) ஆண்டுகள் அரை-ஆயுட்காலம் - இது அரிதாகவே கதிரியக்கம் என்று கூட அழைக்க முடியாது; ஒப்பிடுகையில், நமது பிரபஞ்சம் "மட்டும்" 10 10 ஆண்டுகள் பழமையானது என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.

ஒரு நியூக்லைட்டின் கதிரியக்கத்தின் அலகு பெக்கரல் ஆகும்: 1 Bq (Bq) ஒரு வினாடிக்கு ஒரு சிதைவுக்கு ஒத்திருக்கிறது. ஆஃப்-சிஸ்டம் யூனிட் கியூரி பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது: 1 சிஐ (சிஐ) என்பது ஒரு வினாடிக்கு 37 பில்லியன் சிதைவுகள் அல்லது 3.7 . 10 10 Bq (226 Ra இன் 1 கிராம் தோராயமாக இந்த செயல்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது). ஒரு காலத்தில், ரதர்ஃபோர்டின் ஆஃப்-சிஸ்டம் யூனிட் முன்மொழியப்பட்டது: 1 Рд (Rd) = 10 6 Bq, ஆனால் அது பரவலாக இல்லை.

இலக்கியம்:

சோடி எஃப். அணு ஆற்றலின் வரலாறு. எம்., அடோமிஸ்டாட், 1979
சோப்பின் ஜி. மற்றும் பலர். அணு வேதியியல். எம்., எனர்கோடோமிஸ்டாட், 1984
ஹாஃப்மேன் கே. தங்கம் செய்ய முடியுமா? எல்., வேதியியல், 1984
காட்மென்ஸ்கி எஸ்.ஜி. அணுக்கருக்களின் கதிரியக்கத்தன்மை: வரலாறு, முடிவுகள், சமீபத்திய சாதனைகள். "சோரோஸ் எஜுகேஷனல் ஜர்னல்", 1999, எண். 11



முந்தைய பாடத்தில், ரதர்ஃபோர்டின் சோதனை தொடர்பான சிக்கலைப் பற்றி விவாதித்தோம், இதன் விளைவாக இப்போது அணு ஒரு கிரக மாதிரி என்பதை நாம் அறிவோம்.

இதுவே அணுவின் கோள் மாதிரி என்று அழைக்கப்படுகிறது. கருவின் மையத்தில் ஒரு பெரிய, நேர்மறை சார்ஜ் கொண்ட கரு உள்ளது. மேலும் எலக்ட்ரான்கள் அவற்றின் சுற்றுப்பாதையில் கருவைச் சுற்றி வருகின்றன.

அரிசி. 1. ரதர்ஃபோர்டின் அணுவின் கோள் மாதிரி

ஃபிரடெரிக் சோடி ரதர்ஃபோர்டுடன் இணைந்து சோதனைகளில் பங்கேற்றார். சோடி ஒரு வேதியியலாளர், எனவே பெறப்பட்ட தனிமங்களை அவற்றின் வேதியியல் பண்புகளால் அடையாளம் காணும் வகையில் அவர் தனது பணியை துல்லியமாக மேற்கொண்டார். ரதர்ஃபோர்டின் சோதனைகளில் தங்கத் தட்டில் விழுந்த ஏ-துகள்கள் என்ன என்பதை சோடி கண்டுபிடித்தார். அளவீடுகள் செய்யப்பட்டபோது, ​​​​ஒரு துகள்களின் நிறை 4 அணு நிறை அலகுகள், மற்றும் ஒரு துகள்களின் கட்டணம் 2 அடிப்படை கட்டணங்கள் என்று மாறியது. இந்த விஷயங்களை ஒப்பிடுவதன் மூலம், ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான ஏ-துகள்கள் குவிந்து, விஞ்ஞானிகள் இந்த துகள்கள் ஒரு வேதியியல் உறுப்பு - ஹீலியம் வாயுவாக மாறியதைக் கண்டறிந்தனர்.

பின்னர், விஞ்ஞானிகளின் முக்கிய முயற்சிகள் அணுவின் கருவைப் படிப்பதை நோக்கமாகக் கொண்டிருந்தன. கதிரியக்க கதிர்வீச்சின் போது நிகழும் அனைத்து செயல்முறைகளும் எலக்ட்ரான் ஷெல் மூலம் அல்ல, கருவைச் சுற்றியுள்ள எலக்ட்ரான்களுடன் அல்ல, ஆனால் கருக்களுடன் நிகழ்கின்றன என்பது தெளிவாகியது. கருக்களில்தான் சில மாற்றங்கள் ஏற்படுகின்றன, இதன் விளைவாக புதிய வேதியியல் கூறுகள் உருவாகின்றன.

கதிரியக்கத்தின் மீதான சோதனைகளில் பயன்படுத்தப்பட்ட ரேடியம் என்ற தனிமத்தை, ஒரு துகள்களின் உமிழ்வுடன் மந்த வாயு ரேடானாக மாற்ற, அத்தகைய முதல் சங்கிலி பெறப்பட்டது; இந்த வழக்கில் எதிர்வினை பின்வருமாறு எழுதப்பட்டுள்ளது:

முதலாவதாக, ஒரு துகள் 4 அணு நிறை அலகுகள் மற்றும் இரட்டை, இரட்டிப்பான அடிப்படை மின்னூட்டம் மற்றும் மின்னூட்டம் நேர்மறை. ரேடியம் வரிசை எண் 88, அதன் நிறை எண் 226, மற்றும் ரேடான் வரிசை எண் 86, நிறை எண் 222, மற்றும் ஒரு துகள் தோன்றும். இது ஹீலியம் அணுவின் கரு. இந்த வழக்கில், நாம் வெறுமனே ஹீலியம் எழுதுகிறோம். ஆர்டினல் எண் 2, நிறை எண் 4.

புதிய வேதியியல் தனிமங்கள் உருவாகும் அதே நேரத்தில் புதிய கதிர்வீச்சுகள் மற்றும் பிற வேதியியல் கூறுகள் உருவாகும் எதிர்வினைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. அணு எதிர்வினைகள்.

அணுக்கருவிற்குள் கதிரியக்க செயல்முறைகள் நடைபெறுகின்றன என்பது தெளிவாகத் தெரிந்ததும், அவை ரேடியம் மட்டுமின்றி மற்ற தனிமங்களுக்கும் திரும்பியது. பல்வேறு வேதியியல் கூறுகளைப் படிப்பதன் மூலம், ஹீலியம் அணுவின் கருவில் இருந்து ஒரு துகள்களின் உமிழ்வு, கதிர்வீச்சு ஆகியவற்றுடன் எதிர்வினைகள் மட்டுமல்ல, பிற அணுக்கரு எதிர்வினைகளும் உள்ளன என்பதை விஞ்ஞானிகள் உணர்ந்தனர். எடுத்துக்காட்டாக, பி-துகள் உமிழ்வுடன் எதிர்வினைகள். இவை எலக்ட்ரான்கள் என்பதை நாம் இப்போது அறிவோம். இந்த வழக்கில், ஒரு புதிய வேதியியல் உறுப்பு முறையே உருவாகிறது, ஒரு புதிய துகள், இது ஒரு பி-துகள், இது ஒரு எலக்ட்ரான். அணு எண் 83 ஐ விட அதிகமாக இருக்கும் அனைத்து வேதியியல் கூறுகளும் இந்த விஷயத்தில் குறிப்பாக ஆர்வமாக உள்ளன.

எனவே, நாம் அழைக்கப்படுவதை உருவாக்கலாம் சோடியின் விதிகள் அல்லது கதிரியக்க மாற்றங்களுக்கான இடப்பெயர்ச்சி விதிகள்:

. ஆல்பா சிதைவின் போது, ​​தனிமத்தின் அணு எண் 2 ஆகவும், அணு எடை 4 ஆகவும் குறைகிறது.

அரிசி. 2. ஆல்பா சிதைவு

பீட்டா சிதைவின் போது, ​​அணு எண் 1 ஆல் அதிகரிக்கிறது, ஆனால் அணு எடை மாறாது.

அரிசி. 3. பீட்டா சிதைவு

கூடுதல் இலக்கியங்களின் பட்டியல்

1. ப்ரோன்ஸ்டீன் எம்.பி. அணுக்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள். "நூலகம் "குவாண்ட்"". தொகுதி. 1. எம்.: நௌகா, 1980
2. கிகோயின் ஐ.கே., கிகோயின் ஏ.கே. இயற்பியல்: உயர்நிலைப் பள்ளியின் 9 ஆம் வகுப்புக்கான பாடநூல். எம்.: "அறிவொளி"
3. கிடேகோரோட்ஸ்கி ஏ.ஐ. அனைவருக்கும் இயற்பியல். ஃபோட்டான்கள் மற்றும் கருக்கள். புத்தகம் 4. எம்.: அறிவியல்
4. Myakishev G.Ya., Sinyakova A.Z. இயற்பியல். ஒளியியல் குவாண்டம் இயற்பியல். 11 ஆம் வகுப்பு: இயற்பியல் பற்றிய ஆழமான ஆய்வுக்கான பாடநூல். எம்.: பஸ்டர்ட்
5. ரதர்ஃபோர்ட் இ. தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அறிவியல் படைப்புகள். கதிரியக்கம். எம்.: அறிவியல்
6. ரதர்ஃபோர்ட் இ. தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அறிவியல் படைப்புகள். அணுவின் அமைப்பு மற்றும் உறுப்புகளின் செயற்கை மாற்றம். எம்.: அறிவியல்

கதிரியக்கம்

ஹென்றி பெக்கரல் 1896 இல் இயற்கை யுரேனியத்தின் கதிரியக்கத்தைக் கண்டுபிடித்தார். மெண்டலீவின் கால அட்டவணையின் எந்த உறுப்பும் பல வகையான அணுக்களைக் கொண்டுள்ளது. ஒரே எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்களைக் கொண்ட கருக்கள் வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான நியூட்ரான்களைக் கொண்டிருக்கலாம் மற்றும் அதன்படி, வெவ்வேறு நிறை எண்களைக் கொண்டிருக்கலாம். ஒரே அணு எண்ணைக் கொண்ட ஆனால் வெவ்வேறு நிறை எண்களைக் கொண்ட நியூக்ளியோன்கள் ஐசோடோப்புகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன . உதாரணமாக, இயற்கை யுரேனியம் மூன்று ஐசோடோப்புகளைக் கொண்டுள்ளது. 234 U, 235 U, 238 U. தற்போது, ​​சுமார் 3000 ஐசோடோப்புகள் அறியப்படுகின்றன. அவற்றில் சில நிலையானவை (276, 83 இயற்கை கூறுகளைச் சேர்ந்தவை), மற்றவை நிலையற்றவை, கதிரியக்கத்தன்மை கொண்டவை. ஈயத்தை விட அதிகமான அணு எண்களைக் கொண்ட பல தனிமங்கள் (Z = 82) ரேடியோநியூக்லைடுகள். கதிரியக்கத் தன்மை என்பது கதிரியக்கத் தனிமங்களின் கருக்கள் ஆல்பா, பீட்டா துகள்கள் மற்றும் காமா குவாண்டாவை வெளியிடுவதன் மூலம் அல்லது பிளவு மூலம் தன்னிச்சையாக மற்ற தனிமங்களாக மாற்றும் திறனைக் கொண்டுள்ளன; இந்த வழக்கில், அசல் கரு மற்றொரு தனிமத்தின் கருவாக மாற்றப்படுகிறது.

கதிரியக்கத்தின் நிகழ்வு அணுக்கருவின் உள் கட்டமைப்பால் மட்டுமே தீர்மானிக்கப்படுகிறது மற்றும் வெளிப்புற நிலைமைகளை (வெப்பநிலை, அழுத்தம், முதலியன) சார்ந்து இல்லை.இயற்கை கதிரியக்கம்

. அறியப்பட்ட அனைத்து ஐசோடோப்புகளிலும் இயற்கையான கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள் ஒரு சிறிய பகுதியை உருவாக்குகின்றன. பூமியின் மேலோடு, நீர் மற்றும் காற்றில் சுமார் 70 ரேடியன்யூக்லைடுகள் காணப்படுகின்றன. நியூக்லைடுகளின் ஒரு வரிசை, ஒவ்வொன்றும் தன்னிச்சையாக, கதிரியக்கச் சிதைவின் காரணமாக, ஒரு நிலையான ஐசோடோப்பைப் பெறும் வரை, கதிரியக்கத் தொடர் என்று அழைக்கப்படுகிறது. அசல் நியூக்ளைடு தாய் நியூக்லைடு என்றும், தொடரில் உள்ள மற்ற அனைத்து நியூக்லைடுகளும் மகள் நியூக்லைடுகள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. இயற்கையில், மூன்று கதிரியக்கத் தொடர்கள் (குடும்பங்கள்) உள்ளன: யுரேனியம், ஆக்டினோரேனியம் மற்றும் தோரியம்.செயற்கை கதிரியக்கம்.

செயற்கை கதிரியக்கத்தை முதன்முதலில் 1934 இல் ஐரீன் மற்றும் ஃபிரடெரிக் ஜோலியட்-கியூரி கண்டுபிடித்தனர். கதிரியக்கக் கண்ணோட்டத்தில், இயற்கை மற்றும் செயற்கை கதிரியக்கத்திற்கு இடையே குறிப்பிட்ட வேறுபாடுகள் எதுவும் இல்லை; அணுக்கரு வினைகளில் செயற்கை கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன. துகள்கள் (நியூட்ரான்கள், புரோட்டான்கள், ஆல்பா துகள்கள், முதலியன) இலக்கு அணுக்களைத் தாக்கும் போது அணுக்கரு மாற்றங்களைக் காணலாம். நிலையான ஐசோடோப்புகளுடன் அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சின் தொடர்புகளின் விளைவாக பெரும்பாலான கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள் அணு உலைகள் மற்றும் முடுக்கி வசதிகளில் செயற்கையாக உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன.

ஆல்பா சிதைவு, பீட்டா சிதைவு, எலக்ட்ரான் பிடிப்பு (கே-பிடிப்பு), ஐசோமெரிக் மாற்றம் மற்றும் தன்னிச்சையான பிளவு.

ஆல்பா சிதைவு. ஆல்பா சிதைவின் நிகழ்வு முதலில் இயற்கை கதிரியக்கத்தின் ஆய்வில் காணப்பட்டது. ஆல்ஃபா சிதைவு என்பது கால அட்டவணையின் முடிவில் அமைந்துள்ள தனிமங்களின் கருக்களின் சிறப்பியல்பு ஆகும். ஆல்பா சிதைவில், ஒரு கதிரியக்க கரு ஒரு ஆல்பா துகளை வெளியிடுகிறது, இது ஒரு ஹீலியம் அணுவின் கருவாகும், இது இரட்டை நேர்மறை மின்னூட்டம் மற்றும் நான்கு அணு நிறை அலகுகள் கொண்டது. மாறி, அது ஒரு கருவாக மாறும், இதன் மின் கட்டணம் அசல் ஒன்றை விட இரண்டு அலகுகள் குறைவாகவும், நிறை எண் அசல் ஒன்றை விட நான்கு அலகுகள் குறைவாகவும் உள்ளது.

பீட்டா சிதைவு. பீட்டா சிதைவின் போது, ​​கருக்கள் எலக்ட்ரான்களை (e -) - எலக்ட்ரான் சிதைவு அல்லது பாசிட்ரான்கள் (e +) - பாசிட்ரான் சிதைவை வெளியிடலாம். ஒரு பாசிட்ரான், எலக்ட்ரானைப் போலல்லாமல், நேர் மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் சமமான நிறை. எலக்ட்ரானிக் சிதைவின் விளைவாக, கருவின் நிறை எண் மாறாமல் உள்ளது, ஆனால் அசல் தனிமத்தின் கருவானது ஒரு வரிசை எண் ஒன்றுடன் ஒரு கருவாக மாறும். பாசிட்ரான் சிதைவின் விளைவாக, கருவின் நிறை எண்ணிக்கையும் மாறாமல் உள்ளது, மேலும் கட்டணம் ஒன்றால் குறைகிறது; அசல் தனிமத்தின் மையமானது வரிசை எண் ஒன்று குறைவாக உள்ள மையமாக மாறும். பாசிட்ரான் சிதைவு என்பது செயற்கை ரேடியன்யூக்லைடுகளின் ஒரு சிறிய பகுதியின் சிறப்பியல்பு ஆகும். பீட்டா சிதைவின் போது வெளிப்படும் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் பாசிட்ரான்கள் பீட்டா துகள்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. பீட்டா துகள்களுக்கு கூடுதலாக, நியூக்ளியஸ் நியூட்ரினோக்களை வெளியிடுகிறது ("நியூட்ரான்", ஃபெர்மி இந்த துகள் என்று அழைத்தது) - பூஜ்ஜியத்திற்கு நெருக்கமான நிறை கொண்ட ஒரு சார்ஜ் செய்யப்படாத துகள். ஆல்பா மற்றும் பீட்டா சிதைவு செயல்முறை பெரும்பாலும் காமா கதிர்வீச்சுடன் சேர்ந்துள்ளது.

மின்னணு பிடிப்பு (கே-பிடிப்பு).சில ரேடியோநியூக்லைடுகளில், அணுக்கரு ஒரு எலக்ட்ரானை அதற்கு அருகில் உள்ள கே-ஷெல்லில் இருந்து கைப்பற்றுகிறது. இந்த நிகழ்வு பாசிட்ரான் சிதைவுடன் தொடர்புடையது. எலக்ட்ரான் பிடிப்பின் விளைவாக, நியூக்ளியஸின் புரோட்டான்களில் ஒன்று நியூட்ரானாக மாறுகிறது, கருவின் நிறை எண்ணிக்கை மாறாமல் இருக்கும், மேலும் கட்டணம் ஒன்று குறைகிறது. ஒரு அணுவின் K- ஷெல்லில் இருந்து எலக்ட்ரானைப் பிடிக்கும் செயல்முறை K-capture என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

எலக்ட்ரான் பிடிப்பு செயல்முறை சிறப்பியல்பு எக்ஸ்ரே கதிர்வீச்சின் உமிழ்வுடன் சேர்ந்துள்ளது.

ஐசோமெரிக் மாற்றம்.ஒரு கதிரியக்க மூலத்தில் ஐசோமெரிக் மாற்றம் என்பது காமா கதிர் ஃபோட்டானை வெளியிடுவதன் மூலம் ஒரு அணுக்கருவை (ஐசோமர் என அழைக்கப்படுகிறது) ஒரு உற்சாகமான நிலையில் இருந்து தரை நிலைக்கு மாற்றுவதாகும், இதில் அணு எண் அல்லது நிறை எண் மாறாது. ஐசோமெரிக் மாற்றம் என்பது ஒரு வகை கதிரியக்கச் சிதைவு ஆகும்.

தன்னிச்சையான பிரிவு.தன்னிச்சையான பிளவின் போது, ​​கரு தன்னிச்சையாக சராசரி வெகுஜனத்தின் துண்டுகளாக சிதைகிறது, இது பீட்டா துகள்கள் மற்றும் காமா குவாண்டாவின் உமிழ்வுடன் சிதைந்துவிடும். இந்த செயல்முறை கனமான கருக்களுடன் மட்டுமே நிகழ்கிறது. கதிரியக்க சிதைவின் போது ஏற்படும் அனைத்து வகையான அணுக்கரு மாற்றங்களும் அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சின் உமிழ்வுடன் சேர்ந்துள்ளன.

கருக்களின் கதிரியக்க மாற்றங்கள்

பொருளின் அமைப்பு

இயற்கையில் உள்ள அனைத்தும் எளிய மற்றும் சிக்கலான பொருட்களைக் கொண்டுள்ளது. எளிய பொருட்களில் இரசாயன கூறுகள் அடங்கும், சிக்கலான பொருட்களில் இரசாயன கலவைகள் அடங்கும். நம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகில் உள்ள பொருட்கள் ஒரு வேதியியல் தனிமத்தின் மிகச்சிறிய பகுதியான அணுக்களைக் கொண்டிருக்கின்றன என்பது அறியப்படுகிறது. ஒரு அணு என்பது ஒரு பொருளின் மிகச்சிறிய துகள் ஆகும், அது ஒரு சிக்கலான உள் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. இயற்கையில், மந்த வாயுக்கள் மட்டுமே அணுக்களின் வடிவத்தில் காணப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவற்றின் வெளிப்புற ஓடுகள் அனைத்து பிற பொருட்களும் மூலக்கூறுகளின் வடிவத்தில் உள்ளன.

1911 இல், E. ரதர்ஃபோர்ட் அணுவின் கோள் மாதிரியை முன்மொழிந்தார், இது N. Bohr (1913) என்பவரால் உருவாக்கப்பட்டது. ஒரு அணுவின் கட்டமைப்பின் பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட மாதிரியின் படி, அதில் இரண்டு பகுதிகள் வேறுபடுகின்றன: ஒரு கனமான, நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கரு, மையத்தில் அமைந்துள்ளது, இதில் அணுவின் முழு வெகுஜனமும் குவிந்துள்ளது, மற்றும் ஒரு ஒளி எலக்ட்ரான் ஷெல், எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் கொண்டது - எலக்ட்ரான்கள், அணுக்கருவைச் சுற்றி மகத்தான வேகத்தில் சுழலும்.

எலக்ட்ரான் (e-)– 9.1·10 -31 கிலோ அல்லது 0.000548 அமுவுக்குச் சமமான ஓய்வு நிறை கொண்ட நிலையான அடிப்படைத் துகள். (அணு நிறை அலகு என்பது அணு வெகுஜனத்தின் பரிமாணமற்ற மதிப்பாகும், இது கார்பன்-12 ஐசோடோப்பின் அணுவின் 1/12 ஐ விட கொடுக்கப்பட்ட உறுப்பு அல்லது துகளின் அணு எத்தனை மடங்கு கனமானது என்பதைக் காட்டுகிறது; 1 amu க்கு சமமான ஆற்றல் 931 MeV ஆகும். ) ஒரு எலக்ட்ரான் ஒரு அடிப்படை எதிர்மறை மின்னூட்டத்தை (q=1.6·10 -19 C) கொண்டு செல்கிறது, அதாவது இயற்கையில் காணப்படும் மிகச்சிறிய அளவு மின்சாரம். இதன் அடிப்படையில், எலக்ட்ரானின் மின்னேற்றம், மின் கட்டணத்தின் ஒரு அடிப்படை அலகு என எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது.

அணுக்கருவைச் சுற்றி சுழலும் போது எலக்ட்ரான்களை வைத்திருக்கும் ஆற்றலைப் பொறுத்து, அவை வெவ்வேறு சுற்றுப்பாதைகளில் (நிலைகள் அல்லது அடுக்குகள்) தொகுக்கப்படுகின்றன. வெவ்வேறு அணுக்களுக்கான அடுக்குகளின் எண்ணிக்கை ஒரே மாதிரியாக இருக்காது. ஒரு பெரிய நிறை கொண்ட அணுக்களில், சுற்றுப்பாதைகளின் எண்ணிக்கை ஏழு அடையும். அவை அணுக்கருவிலிருந்து தொடங்கி லத்தீன் எழுத்துக்களின் எண்கள் அல்லது எழுத்துக்களால் குறிக்கப்படுகின்றன: K, L, M, N, O, P, Q. ஒவ்வொரு அடுக்கிலும் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்படுகிறது. எனவே, கே-லேயரில் 2 எலக்ட்ரான்களுக்கு மேல் இல்லை, எல்-லேயர் - 8 வரை, எம்-லேயர் - 18 வரை, என்-லேயர் - 32 எலக்ட்ரான்கள் போன்றவை.

ஒரு அணுவின் பரிமாணங்கள் அதன் எலக்ட்ரான் ஷெல்லின் பரிமாணங்களால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன, இது கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்பட்ட எல்லைகளைக் கொண்டிருக்கவில்லை. ஒரு அணுவின் தோராயமாக நேரியல் பரிமாணங்கள் 10 -10 மீ.

கோர்- ஒரு அணுவின் மைய பாரிய பகுதி, புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது, இது நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது. அணுவின் முழு வெகுஜனமும் கருவில் (99.95% க்கும் அதிகமானவை) குவிந்துள்ளது. சுற்றுப்பாதையில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் மொத்த எண்ணிக்கை எப்போதும் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமமாக இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணுவின் கருவில் 8 புரோட்டான்கள் உள்ளன மற்றும் சுற்றுப்பாதையில் 8 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன; நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை கட்டணங்களின் கூட்டுத்தொகையின் சமத்துவத்தின் காரணமாக, அணு ஒரு மின் நடுநிலை அமைப்பாகும். அணுக்கருவைச் சுற்றி நகரும் ஒவ்வொரு எலக்ட்ரான்களும் இரண்டு சமமான, எதிரெதிர் இயக்கப்பட்ட சக்திகளால் செயல்படுகின்றன: கூலம்ப் விசை எலக்ட்ரான்களை அணுக்கருவிற்கு ஈர்க்கிறது, மேலும் மந்தநிலையின் சமமான மையவிலக்கு விசையானது அணுவிலிருந்து எலக்ட்ரானை "கிழிக்க" முனைகிறது. கூடுதலாக, எலக்ட்ரான்கள், ஒரு சுற்றுப்பாதையில் அணுக்கருவைச் சுற்றி நகரும் (சுழலும்), ஒரே நேரத்தில் அவற்றின் சொந்த இயக்கத்தின் தருணத்தைக் கொண்டுள்ளன, இது சுழல் என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது அதன் சொந்த அச்சைச் சுற்றி ஒரு மேல் சுழற்சியைப் போன்ற ஒரு சுழற்சியாக எளிமைப்படுத்தப்படுகிறது. தனிப்பட்ட எலக்ட்ரான்களின் சுழல்கள் இணையாக (ஒரே திசையில் சுழற்சி) அல்லது எதிரெதிர் (வெவ்வேறு திசைகளில் சுழற்சி) சார்ந்ததாக இருக்கலாம். எளிமையான வடிவத்தில், இவை அனைத்தும் ஒரு அணுவில் எலக்ட்ரான்களின் நிலையான இயக்கத்தை உறுதி செய்கிறது.

ஒரு எலக்ட்ரானுக்கும் கருவுக்கும் இடையிலான தொடர்பு கூலம்ப் விசை மற்றும் மந்தநிலையின் மையவிலக்கு விசையால் மட்டுமல்ல, பிற எலக்ட்ரான்களின் விரட்டும் விசையினாலும் பாதிக்கப்படுகிறது என்பது அறியப்படுகிறது. இந்த விளைவு திரையிடல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. எலெக்ட்ரான் சுற்றுப்பாதை அணுக்கருவில் இருந்து எவ்வளவு அதிகமாக இருக்கிறதோ, அந்த அளவுக்கு அதன் மீது இருக்கும் எலக்ட்ரான்களின் திரையிடல் வலுவாகவும், அணுக்கருவுக்கும் எலக்ட்ரானுக்கும் இடையிலான ஆற்றல் இணைப்பு பலவீனமாகவும் இருக்கும். வெளிப்புற சுற்றுப்பாதைகளில், எலக்ட்ரான்களின் பிணைப்பு ஆற்றல் 1-2 eV ஐ விட அதிகமாக இல்லை, அதே நேரத்தில் K- அடுக்கு எலக்ட்ரான்களுக்கு இது பல மடங்கு அதிகமாகும் மற்றும் தனிமத்தின் அணு எண் அதிகரிக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, கார்பனுக்கு K-லேயர் எலக்ட்ரான்களின் பிணைப்பு ஆற்றல் 0.28 keV, ஸ்ட்ரோண்டியத்திற்கு - 16 keV, சீசியத்திற்கு - 36 keV, யுரேனியத்திற்கு - 280 keV. எனவே, வெளிப்புற சுற்றுப்பாதையில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் வெளிப்புற காரணிகளுக்கு, குறிப்பாக குறைந்த ஆற்றல் கதிர்வீச்சுக்கு மிகவும் எளிதில் பாதிக்கப்படுகின்றன. வெளியில் இருந்து எலக்ட்ரான்களுக்கு கூடுதல் ஆற்றல் அளிக்கப்படும் போது, ​​அவை ஒரு ஆற்றல் மட்டத்தில் இருந்து மற்றொன்றுக்கு நகரலாம் அல்லது கொடுக்கப்பட்ட அணுவின் எல்லைகளை விட்டு வெளியேறலாம். அணுக்கருவுடன் எலக்ட்ரானின் பிணைப்பு ஆற்றலை விட வெளிப்புற செல்வாக்கின் ஆற்றல் பலவீனமாக இருந்தால், எலக்ட்ரான் ஒரு ஆற்றல் மட்டத்திலிருந்து மற்றொரு நிலைக்கு மட்டுமே நகர முடியும். அத்தகைய அணு நடுநிலையாக உள்ளது, ஆனால் இந்த வேதியியல் தனிமத்தின் மற்ற அணுக்களிலிருந்து அதன் அதிகப்படியான ஆற்றலில் வேறுபடுகிறது. அதிகப்படியான ஆற்றலைக் கொண்ட அணுக்கள் உற்சாகம் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, மேலும் எலக்ட்ரான்கள் ஒரு ஆற்றல் மட்டத்திலிருந்து மற்றொன்றுக்கு மாறுவது, அணுக்கருவிலிருந்து அதிக தொலைவில், தூண்டுதல் செயல்முறை என்று அழைக்கப்படுகிறது. இயற்கையில் எந்தவொரு அமைப்பும் அதன் ஆற்றல் குறைவாக இருக்கும் ஒரு நிலையான நிலைக்கு மாற முனைகிறது, பின்னர் அணு சிறிது நேரம் கழித்து உற்சாகமான நிலையிலிருந்து தரையில் (ஆரம்ப) நிலைக்கு செல்கிறது. அணுவின் தரை நிலைக்குத் திரும்புவது அதிகப்படியான ஆற்றலின் வெளியீட்டுடன் சேர்ந்துள்ளது. எலக்ட்ரான்கள் வெளிப்புறத்திலிருந்து உள் சுற்றுப்பாதைகளுக்கு மாறுவது கதிர்வீச்சுடன் சேர்ந்து ஒரு ஆற்றல் மட்டத்திலிருந்து மற்றொரு ஆற்றல் மட்டத்திற்கு மாறுவதன் மூலம் மட்டுமே அலைநீள பண்புடன் உள்ளது. கருவில் இருந்து தொலைவில் உள்ள சுற்றுப்பாதையில் எலக்ட்ரான் மாற்றங்கள் புற ஊதா, ஒளி மற்றும் அகச்சிவப்பு கதிர்கள் கொண்ட கதிர்வீச்சை உருவாக்குகின்றன. வலுவான வெளிப்புற தாக்கங்களின் கீழ், ஆற்றல் அணுக்கருவுடன் எலக்ட்ரான்களின் பிணைப்பு ஆற்றலை மீறும் போது, ​​எலக்ட்ரான்கள் அணுவிலிருந்து கிழித்து அதன் எல்லைகளுக்கு அப்பால் அகற்றப்படுகின்றன. ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட எலக்ட்ரான்களை இழந்த ஒரு அணு நேர்மறை அயனியாக மாறும், மேலும் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட எலக்ட்ரான்களை தன்னுடன் "இணைத்த" ஒன்று எதிர்மறை அயனியாக மாறும். இதன் விளைவாக, ஒவ்வொரு நேர்மறை அயனிக்கும், ஒரு எதிர்மறை அயனி உருவாகிறது, அதாவது, ஒரு ஜோடி அயனிகள் தோன்றும். நடுநிலை அணுக்களிலிருந்து அயனிகளை உருவாக்கும் செயல்முறை அழைக்கப்படுகிறது அயனியாக்கம். அயனி நிலையில் உள்ள ஒரு அணு மிகக் குறுகிய காலத்திற்கு சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ் உள்ளது. நேர்மறை அயனியின் சுற்றுப்பாதையில் உள்ள இலவச இடம் ஒரு இலவச எலக்ட்ரானால் நிரப்பப்படுகிறது (அணுவுடன் தொடர்புபடுத்தப்படாத எலக்ட்ரான்), மேலும் அணு மீண்டும் ஒரு நடுநிலை அமைப்பாக மாறுகிறது. இந்த செயல்முறை அயன் மறுசீரமைப்பு (டீயோனைசேஷன்) என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் கதிர்வீச்சு வடிவத்தில் அதிகப்படியான ஆற்றலை வெளியிடுகிறது. அயனிகளின் மறுசேர்க்கையின் போது வெளியிடப்படும் ஆற்றல், அயனியாக்கத்தில் செலவழிக்கப்பட்ட ஆற்றலுக்கு எண்ணியல் ரீதியாக தோராயமாக சமமாக இருக்கும்.

புரோட்டான்(ஆர்) என்பது 1.6725·10 -27 கிலோ அல்லது 1.00758 அமுவுக்குச் சமமான நிறை கொண்ட ஒரு நிலையான அடிப்படைத் துகள் ஆகும், இது எலக்ட்ரானின் நிறை தோராயமாக 1840 மடங்கு ஆகும். ஒரு புரோட்டானின் மின்னூட்டம் நேர்மறை மற்றும் எலக்ட்ரானின் மின்னூட்டத்திற்கு சமமான அளவில் உள்ளது. ஒரு ஹைட்ரஜன் அணு ஒரு புரோட்டானைக் கொண்ட ஒரு கருவைக் கொண்டுள்ளது, அதைச் சுற்றி ஒரு எலக்ட்ரான் சுழலும். இந்த எலக்ட்ரான் "கிழிக்கப்பட்டால்," மீதமுள்ள அணு ஒரு புரோட்டானாக இருக்கும், அதனால்தான் ஒரு புரோட்டான் பெரும்பாலும் ஹைட்ரஜன் நியூக்ளியஸ் என வரையறுக்கப்படுகிறது.

எந்தவொரு தனிமத்தின் ஒவ்வொரு அணுவும் கருவில் குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்களைக் கொண்டுள்ளது, இது நிலையானது மற்றும் தனிமத்தின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளை தீர்மானிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு வெள்ளி அணுவின் கருவில் 47 உள்ளன, மேலும் 92 அணுக்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை (Z) அணு எண் அல்லது சார்ஜ் எண் என்று அழைக்கப்படுகிறது டி.ஐ. மெண்டலீவ் காலமுறை அமைப்பில் உள்ள உறுப்பு.

நியூட்ரான்(n) – ஒரு புரோட்டானின் வெகுஜனத்தை விட சற்றே அதிகமாகவும் 1.6749 10 -27 கிலோ அல்லது 1.00898 அமுவுக்குச் சமமான நிறை கொண்ட மின் நடுநிலை அடிப்படைத் துகள். நியூட்ரான்கள் நிலையான அணுக்கருக்களில் மட்டுமே நிலையாக இருக்கும். இலவச நியூட்ரான்கள் புரோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களாக சிதைகின்றன.

நியூட்ரான், அதன் மின் நடுநிலைமை காரணமாக, ஒரு காந்தப்புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் திசைதிருப்பப்படவில்லை, அணுக்கருவால் விரட்டப்படவில்லை, எனவே, பெரிய ஊடுருவக்கூடிய சக்தியைக் கொண்டுள்ளது, இது கதிர்வீச்சின் உயிரியல் விளைவுகளில் ஒரு காரணியாக கடுமையான ஆபத்தை உருவாக்குகிறது. . நியூக்ளியஸில் உள்ள நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை தனிமத்தின் முக்கிய இயற்பியல் பண்புகளை மட்டுமே தருகிறது, ஏனெனில் ஒரே வேதியியல் தனிமத்தின் வெவ்வேறு கருக்கள் வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான நியூட்ரான்களைக் கொண்டிருக்கலாம் (1 முதல் 10 வரை). ஒளி நிலையான தனிமங்களின் கருக்களில், புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையுடன் 1:1 என தொடர்புடையது. ஒரு தனிமத்தின் அணு எண்ணின் அதிகரிப்புடன் (21 வது உறுப்பு - ஸ்காண்டியம் தொடங்கி), அதன் அணுக்களில் உள்ள நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையை மீறுகிறது. கனமான கருக்களில், நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையை விட 1.6 மடங்கு அதிகமாகும்.

புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் கருவின் கூறுகள், எனவே வசதிக்காக அவை நியூக்ளியோன்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. நியூக்ளியோன்(Lat. nucleus - core இலிருந்து) - கருவின் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களுக்கான பொதுவான பெயர். மேலும், ஒரு குறிப்பிட்ட அணுக்கருவைப் பற்றி பேசும்போது, ​​​​நியூக்லைடு என்ற சொல் பயன்படுத்தப்படுகிறது. நியூக்லைடு- கொடுக்கப்பட்ட எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களைக் கொண்ட எந்த அணுக்கருவும்.

நியூக்ளைடுகள் அல்லது அணுக்களைக் குறிக்கும் போது, ​​​​அவை உட்கரு சேர்ந்த தனிமத்தின் குறியீட்டைப் பயன்படுத்துகின்றன, மேலும் அவை மேல் வெகுஜன எண்ணைக் குறிக்கின்றன - A, கீழே - அணு (ஆர்டினல்) எண் - Z குறியீடுகளின் வடிவத்தில், அங்கு E வேதியியல் தனிமத்தின் சின்னமாகும். ஒரு அணுவின் கருவை உருவாக்கும் நியூக்ளியோன்களின் எண்ணிக்கையை A காட்டுகிறது (A = Z + N). Z அணுக்கரு மின்னேற்றம் மற்றும் அணு எண்ணை மட்டுமல்ல, அணுக்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையையும், அதன்படி, அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையையும் காட்டுகிறது. அணு முழுவதும் நடுநிலையானது. N என்பது கருவில் உள்ள நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை, இது பெரும்பாலும் குறிப்பிடப்படவில்லை. எடுத்துக்காட்டாக, சீசியத்தின் கதிரியக்க ஐசோடோப்பு, A = 137, எனவே கருவானது 137 நியூக்ளியோன்களைக் கொண்டுள்ளது; Z = 55, அதாவது கருவில் 55 புரோட்டான்கள் உள்ளன, அதன்படி, அணுவில் 55 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன; N = 137 - 55 = 82 என்பது கருவில் உள்ள நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை. வரிசை எண் சில நேரங்களில் தவிர்க்கப்படுகிறது, ஏனெனில் தனிமத்தின் குறியீடு கால அட்டவணையில் அதன் இடத்தை முழுமையாக தீர்மானிக்கிறது (எடுத்துக்காட்டாக, Cs-137, He-4). ஒரு அணுவின் கருவின் நேரியல் அளவு 10 -15 -10 -14 மீ, இது முழு அணுவின் விட்டத்தில் 0.0001 ஆகும்.

புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் என்று அழைக்கப்படும் விசைகளால் கருவுக்குள் வைக்கப்படுகின்றன அணுக்கரு. அவற்றின் தீவிரத்தில், அவை மின், ஈர்ப்பு மற்றும் காந்த சக்திகளை விட மிகவும் சக்திவாய்ந்தவை. அணுசக்திகள் 10 -14 -10 -15 மீ ஆரம் கொண்ட குறுகிய தூரம் கொண்டவை, அவை புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான், புரோட்டான் மற்றும் புரோட்டான், நியூட்ரான் மற்றும் நியூட்ரான் ஆகியவற்றுக்கு இடையே சமமாக வெளிப்படுகின்றன. நியூக்ளியோன்களுக்கு இடையிலான தூரம் அதிகரிக்கும் போது, ​​அணுசக்திகள் மிக விரைவாக குறைந்து பூஜ்ஜியத்திற்கு சமமாகின்றன. அணுசக்திகள் செறிவூட்டலின் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, அதாவது ஒவ்வொரு நியூக்ளியோனும் ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான அண்டை நியூக்ளியோன்களுடன் மட்டுமே தொடர்பு கொள்கின்றன. எனவே, கருவில் உள்ள நியூக்ளியோன்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கும்போது, ​​அணுசக்திகள் கணிசமாக பலவீனமடைகின்றன. கணிசமான எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களைக் கொண்ட கனமான தனிமங்களின் கருக்களின் குறைந்த நிலைத்தன்மையை இது விளக்குகிறது.

ஒரு கருவை அதன் அங்கமான புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களாகப் பிரிக்கவும், அணுசக்திகளின் செயல்பாட்டுத் துறையில் இருந்து அவற்றை அகற்றவும், வேலை செய்ய வேண்டியது அவசியம், அதாவது. ஆற்றல் செலவிட. இந்த ஆற்றல் அழைக்கப்படுகிறது அணு பிணைப்பு ஆற்றல். நியூக்ளியோன்களிலிருந்து ஒரு கரு உருவாகும்போது, ​​மாறாக, பிணைப்பு ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது.

m i = m p N p + m n N n,

m i என்பது மையத்தின் நிறை; m p - புரோட்டான் நிறை; N p - புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை; m n - நியூட்ரான் நிறை; N n என்பது நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை, பின்னர் அது 1.0076·2 + 1.0089·2 = 4.033 amu க்கு சமமாக இருக்கும்.

அதே நேரத்தில், ஹீலியம் அணுக்கருவின் உண்மையான நிறை 4.003 amu ஆகும். எனவே, ஹீலியம் அணுக்கருவின் உண்மையான நிறை கணக்கிடப்பட்டதை விட 0.03 அமு குறைவாக இருக்கும். மேலும் இந்த வழக்கில் கருவுக்கு நிறை குறை (நிறையின்மை) இருப்பதாக கூறுகிறார்கள். கருவின் கணக்கிடப்பட்ட மற்றும் உண்மையான வெகுஜனத்திற்கு இடையிலான வேறுபாடு நிறை குறைபாடு (Dm) என்று அழைக்கப்படுகிறது. வெகுஜன குறைபாடு கருவில் உள்ள துகள்கள் எவ்வளவு இறுக்கமாக பிணைக்கப்பட்டுள்ளன, அதே போல் தனிப்பட்ட நியூக்ளியோன்களிலிருந்து கரு உருவாகும் போது எவ்வளவு ஆற்றல் வெளியிடப்பட்டது என்பதைக் காட்டுகிறது. A. ஐன்ஸ்டீன் மூலம் பெறப்பட்ட சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி நீங்கள் ஆற்றலுடன் வெகுஜனத்தை இணைக்கலாம்:

DE என்பது ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம்; Dm - வெகுஜன குறைபாடு; c என்பது ஒளியின் வேகம்.

அதை கருத்தில் கொண்டு 1 a.u.u. = 1.661 10 -27 கிலோ, மற்றும் அணுக்கரு இயற்பியலில் எலக்ட்ரான்-வோல்ட் (eV) ஆற்றலின் ஒரு அலகாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது, 1 a.u.m. 931 MeV க்கு சமம், பின்னர் ஒரு ஹீலியம் அணுக்கரு உருவாகும் போது வெளியிடப்படும் ஆற்றல் 28 MeV க்கு சமமாக இருக்கும். ஒரு ஹீலியம் அணுவின் உட்கருவை இரண்டு புரோட்டான்கள் மற்றும் இரண்டு நியூட்ரான்களாகப் பிரிக்க வழி இருந்தால், இதற்கு குறைந்தபட்சம் 28 MeV ஆற்றலைச் செலவிட வேண்டும்.

கருக்களின் பிணைப்பு ஆற்றல் நியூக்ளியோன்களின் எண்ணிக்கையுடன் விகிதாசாரமாக அதிகரிக்கிறது, ஆனால் அவற்றின் எண்ணிக்கைக்கு கண்டிப்பாக விகிதாசாரமாக இல்லை. எடுத்துக்காட்டாக, நைட்ரஜன் அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றல் 104.56 MeV மற்றும் யுரேனியத்தின் ஆற்றல் 1800 MeV ஆகும்.

ஒரு நியூக்ளியோனின் சராசரி பிணைப்பு ஆற்றல் அழைக்கப்படுகிறது குறிப்பிட்ட பிணைப்பு ஆற்றல். ஹீலியத்திற்கு அது 28:4 = 7 MeV ஆக இருக்கும். லேசான கருக்கள் (டியூட்டீரியம், ட்ரிடியம்) தவிர, ஒரு நியூக்ளியோனுக்கு பிணைக்கும் ஆற்றல் அனைத்து கருக்களுக்கும் தோராயமாக 8 MeV ஆகும்.

இயற்கையில் உள்ள பெரும்பாலான வேதியியல் கூறுகள் வெவ்வேறு வெகுஜனங்களின் கருக்களுடன் சில அணுக்களின் கலவையாகும். கருக்களில் வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான நியூட்ரான்கள் இருப்பதால் நிறை வேறுபாடு ஏற்படுகிறது.

ஐசோடோப்புகள்(கிரேக்க ஐசோஸிலிருந்து - ஒத்த மற்றும் டோபோஸ் - இடம்) - ஒரே எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்கள் (Z) மற்றும் வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான நியூட்ரான்கள் (N) ஆகியவற்றைக் கொண்ட ஒரே இரசாயன தனிமத்தின் அணுவின் வகைகள். அவை கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியான இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, அவற்றை இயற்கையான கலவையில் பிரிப்பது மிகவும் கடினம். தனிமங்களின் ஐசோடோப்புகளின் எண்ணிக்கை ஹைட்ரஜனுக்கு 3 முதல் பொலோனியத்திற்கு 27 வரை மாறுபடும். ஐசோடோப்புகள் நிலையான அல்லது நிலையற்றதாக இருக்கலாம். வெளிப்புற செல்வாக்கு இல்லாவிட்டால் நிலையான ஐசோடோப்புகள் காலப்போக்கில் எந்த மாற்றத்தையும் ஏற்படுத்தாது. நிலையற்ற அல்லது கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள், கருவின் உள்ளே நிகழும் செயல்முறைகள் காரணமாக, காலப்போக்கில் மற்ற வேதியியல் தனிமங்களின் ஐசோடோப்புகளாக மாற்றப்படுகின்றன. Z≤83 அணு எண் கொண்ட தனிமங்களில் மட்டுமே நிலையான ஐசோடோப்புகள் காணப்படுகின்றன. தற்போது, ​​சுமார் 300 நிலையான மற்றும் 2000 க்கும் மேற்பட்ட கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள் அறியப்படுகின்றன. டி.ஐ. மெண்டலீவின் கால அட்டவணையின் அனைத்து கூறுகளுக்கும், செயற்கை என்று அழைக்கப்படும் கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டன.

கதிரியக்க நிகழ்வு

அனைத்து வேதியியல் தனிமங்களும் அணுக்கருவில் உள்ள நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கைக்கும் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கும் இடையிலான விகிதத்தின் குறுகிய வரம்பில் மட்டுமே நிலையானதாக இருக்கும். ஒளிக்கருக்களில் தோராயமாக சம எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் இருக்க வேண்டும், அதாவது n:p விகிதம் 1க்கு அருகில் உள்ளது, கனமான கருக்களுக்கு இந்த விகிதம் 0.7 ஆக குறைகிறது. கருவில் அதிகமான நியூட்ரான்கள் அல்லது புரோட்டான்கள் இருந்தால், அத்தகைய கருக்கள் நிலையற்றவை (நிலையற்றவை) மற்றும் தன்னிச்சையான கதிரியக்க மாற்றங்களுக்கு உட்படுகின்றன, இதன் விளைவாக கருவின் கலவை மாறுகிறது மற்றும் சார்ஜ் அல்லது நடுநிலை துகள்கள் உமிழப்படுகின்றன. தன்னிச்சையான கதிர்வீச்சின் நிகழ்வு கதிரியக்கத்தன்மை என்றும், கதிர்வீச்சை வெளியிடும் பொருட்கள் கதிரியக்கம் என்றும் அழைக்கப்பட்டன.

கதிரியக்கம்(லத்தீன் ரேடியோவிலிருந்து - கதிர்வீச்சு, ஆரம் - கதிர், ஆக்டிவஸ் - பயனுள்ளது) - இவை சில வேதியியல் தனிமங்களின் அணுக்கருக்களின் தன்னிச்சையான மாற்றங்கள் (சிதைவுகள்) ஒரு சிறப்பு வகையான கதிர்வீச்சின் உமிழ்வுடன் மற்ற உறுப்புகளின் அணுக்கருக்களாகும். கதிரியக்கமானது அசல் வேதியியல் தனிமத்தின் அணு எண் மற்றும் நிறை எண்ணில் மாற்றத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

கதிரியக்கத்தின் நிகழ்வின் கண்டுபிடிப்பு 19 ஆம் நூற்றாண்டின் இரண்டு முக்கிய கண்டுபிடிப்புகளால் எளிதாக்கப்பட்டது. 1895 ஆம் ஆண்டில், காற்று வெளியேற்றப்பட்ட சீல் செய்யப்பட்ட கண்ணாடிக் குழாயில் வைக்கப்பட்ட மின்முனைகளுக்கு இடையே உயர் மின்னழுத்த மின்னோட்டத்தை அனுப்பும் போது தோன்றிய கதிர்களை V. Roentgen கண்டுபிடித்தார். கதிர்கள் எக்ஸ்-கதிர்கள் என்று அழைக்கப்பட்டன. மேலும் 1896 ஆம் ஆண்டில், A. Becquerel யுரேனியம் உப்புகள் தன்னிச்சையாக கண்ணுக்குத் தெரியாத கதிர்களை வெளியிடுவதைக் கண்டுபிடித்தார், அவை பெரும் ஊடுருவக்கூடிய சக்தியைக் கொண்டுள்ளன, இதனால் புகைப்படத் தகடு கருமையாகிறது மற்றும் சில பொருட்களின் பிரகாசம் ஏற்படுகிறது. இந்த கதிர்வீச்சை கதிரியக்கம் என்று அழைத்தார். 1898 ஆம் ஆண்டில், பியர் கியூரி மற்றும் மேரி ஸ்க்லோடோவ்ஸ்கா-கியூரி இரண்டு புதிய கதிரியக்க கூறுகளைக் கண்டுபிடித்தனர் - பொலோனியம் மற்றும் ரேடியம், இது ஒத்த கதிர்வீச்சை வெளியிடுகிறது, ஆனால் அவற்றின் தீவிரம் யுரேனியத்தின் தீவிரத்தை விட பல மடங்கு அதிகமாக இருந்தது. கூடுதலாக, கதிரியக்க பொருட்கள் தொடர்ந்து வெப்ப வடிவில் ஆற்றலை வெளியிடுகின்றன என்று கண்டறியப்பட்டது.

கதிரியக்க கதிர்வீச்சு அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் இது ஒரு நடுத்தர அல்லது அணுக்கருவை அயனியாக்க முடியும், கதிர்வீச்சு ஒரு அணுவை விட அணுக்கருவால் வெளிப்படுகிறது என்பதை வலியுறுத்துகிறது.

கதிரியக்கச் சிதைவு அணுக்கருக்களில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் மற்றும் ஆற்றலின் வெளியீடு ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடையது, இதன் மதிப்பு, ஒரு விதியாக, இரசாயன எதிர்வினைகளின் ஆற்றலை விட அதிக அளவு பல ஆர்டர்கள் ஆகும். இவ்வாறு, 14 C இன் 1 g-அணுவின் முழுமையான கதிரியக்கச் சிதைவுடன், 3 வெளியிடப்படுகிறது. 10 9 கலோரிகள், அதே அளவு 14 C கார்பன் டை ஆக்சைடில் எரிக்கப்படும் போது, ​​9.4 மட்டுமே வெளியிடப்படுகிறது. 104 கலோரிகள்.

கதிரியக்கச் சிதைவு ஆற்றலின் அலகு 1 எலக்ட்ரான்-வோல்ட் (eV) மற்றும் அதன் வழித்தோன்றல்கள் 1 keV = 10 3 eV மற்றும் 1 MeV = 10 6 eV ஆகும். 1 eV = 1.6. 10 -19 ஜே. 1 eV ஆனது, 1 வோல்ட் சாத்தியமான வேறுபாட்டைக் கொண்ட பாதையைக் கடக்கும்போது மின்சார புலத்தில் எலக்ட்ரானால் பெறப்பட்ட ஆற்றலுக்கு ஒத்திருக்கிறது. பெரும்பாலான கதிரியக்க கருக்கள் சிதைவடையும் போது, ​​வெளியிடப்படும் ஆற்றல் ஒரு சில keV முதல் பல MeV வரை இருக்கும்.

இயற்கையில் நிகழும் கதிரியக்க நிகழ்வுகள் இயற்கை கதிரியக்கம் எனப்படும்; செயற்கையாக உற்பத்தி செய்யப்படும் பொருட்களில் நிகழும் இதேபோன்ற செயல்முறைகள் (தொடர்பான அணுசக்தி எதிர்வினைகள் மூலம்) செயற்கை கதிரியக்கத்தன்மை ஆகும். இருப்பினும், இரண்டு வகையான கதிரியக்கமும் ஒரே சட்டங்களுக்கு உட்பட்டது.

கதிரியக்க சிதைவின் வகைகள்

அணுக்களின் கருக்கள் நிலையானவை, ஆனால் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் ஒரு குறிப்பிட்ட விகிதத்தை மீறும் போது அவற்றின் நிலையை மாற்றுகின்றன. ஒளிக்கருக்கள் தோராயமாக சம எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். கருவில் அதிகமான புரோட்டான்கள் அல்லது நியூட்ரான்கள் இருந்தால், அத்தகைய கருக்கள் நிலையற்றவை மற்றும் தன்னிச்சையான கதிரியக்க மாற்றங்களுக்கு உட்படுகின்றன, இதன் விளைவாக கருவின் கலவை மாறுகிறது, இதன் விளைவாக, ஒரு தனிமத்தின் அணுவின் கரு அணுக்கருவாக மாறுகிறது. மற்றொரு தனிமத்தின் அணுவின். இந்த செயல்பாட்டின் போது, ​​அணு கதிர்வீச்சு வெளிப்படுகிறது.

பின்வரும் முக்கிய வகையான அணு உருமாற்றங்கள் அல்லது கதிரியக்கச் சிதைவு வகைகள் உள்ளன: ஆல்பா சிதைவு மற்றும் பீட்டா சிதைவு (எலக்ட்ரான், பாசிட்ரான் மற்றும் கே-பிடிப்பு), உள் மாற்றம்.

ஆல்பா சிதைவு -இது ஒரு கதிரியக்க ஐசோடோப்பின் உட்கருவால் ஆல்பா துகள்களின் உமிழ்வு ஆகும். ஆல்பா துகள் கொண்ட இரண்டு புரோட்டான்கள் மற்றும் இரண்டு நியூட்ரான்கள் இழப்பு காரணமாக, சிதைவுறும் கரு மற்றொரு அணுக்கருவாக மாறுகிறது, இதில் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை (நியூக்ளியர் சார்ஜ்) 2 ஆகவும், துகள்களின் எண்ணிக்கை (நிறைய எண்) 4 ஆகவும் குறைகிறது. , கொடுக்கப்பட்ட கதிரியக்கச் சிதைவுக்கு, ஃபஜன்ஸ் மற்றும் சோடி (1913) ஆகியோரால் உருவாக்கப்பட்ட விதி இடப்பெயர்ச்சிக்கு (ஷிப்ட்) இணங்க, விளைந்த (மகள்) உறுப்பு அசல் (அம்மா) உடன் ஒப்பிடும்போது இடதுபுறத்தில் உள்ள இரண்டு செல்கள் மூலம் இடதுபுறமாக மாற்றப்படுகிறது. டி.ஐ. மெண்டலீவின் கால அட்டவணையில். ஆல்பா சிதைவு செயல்முறை பொதுவாக பின்வருமாறு எழுதப்படுகிறது:

,

இதில் X என்பது அசல் கர்னலின் சின்னம்; ஒய் - சிதைவு தயாரிப்பு கருவின் சின்னம்; 4 2 அவர் - ஆல்பா துகள், Q - அதிகப்படியான ஆற்றலை வெளியிட்டது.

எடுத்துக்காட்டாக, ரேடியம்-226 கருக்களின் சிதைவு ஆல்பா துகள்களின் உமிழ்வுடன் சேர்ந்துள்ளது, அதே சமயம் ரேடியம்-226 கருக்கள் ரேடான்-222 அணுக்களாக மாறுகின்றன:

ஆல்பா சிதைவின் போது வெளியிடப்படும் ஆற்றல் ஆல்பா துகள் மற்றும் கருவிற்கு இடையில் அவற்றின் வெகுஜனத்திற்கு நேர்மாறான விகிதத்தில் பிரிக்கப்படுகிறது. ஆல்பா துகள்களின் ஆற்றல், கொடுக்கப்பட்ட ரேடியோநியூக்லைடின் (Geiger-Nettol சட்டம்) அரை ஆயுளுடன் கண்டிப்பாக தொடர்புடையது. . ஆல்பா துகள்களின் ஆற்றலை அறிந்துகொள்வதன் மூலம், அரை-வாழ்க்கையை நிறுவவும், அரை-வாழ்க்கை மூலம் ரேடியோநியூக்லைடை அடையாளம் காணவும் முடியும் என்று இது அறிவுறுத்துகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, பொலோனியம்-214 கருவின் ஆல்பா துகள் ஆற்றல் மதிப்புகள் E = 7.687 MeV மற்றும் T 1/2 = 4.5×10 -4 s, யுரேனியம்-238 கருவுக்கு E = 4.196 MeV மற்றும் T 1/2 = 4, 5×10 9 ஆண்டுகள். கூடுதலாக, ஆல்பா சிதைவின் அதிக ஆற்றல், வேகமாக முன்னேறும் என்று நிறுவப்பட்டுள்ளது.

ஆல்ஃபா சிதைவு என்பது கனமான அணுக்கருக்களின் (யுரேனியம், தோரியம், பொலோனியம், புளூட்டோனியம் போன்றவை. Z > 82 உடன்) மிகவும் பொதுவான அணுக்கரு மாற்றம் ஆகும்; தற்போது, ​​160 க்கும் மேற்பட்ட ஆல்பா-உமிழும் கருக்கள் அறியப்படுகின்றன.

பீட்டா சிதைவு -எலக்ட்ரான்கள் அல்லது பாசிட்ரான்கள் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரினோக்கள் அல்லது நியூட்ரினோக்கள் n e உமிழ்வுகளுடன் சேர்ந்து நியூட்ரானை புரோட்டானாகவோ அல்லது புரோட்டானை நியூக்ளியஸுக்குள் நியூட்ரானாகவோ தன்னிச்சையாக மாற்றுகிறது.

நியூக்ளியஸில் நியூட்ரான்கள் அதிகமாக இருந்தால் (கருவின் "நியூட்ரான் ஓவர்லோட்"), பின்னர் எலக்ட்ரான் பீட்டா சிதைவு ஏற்படுகிறது, இதில் நியூட்ரான்களில் ஒன்று புரோட்டானாக மாறி, எலக்ட்ரான் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரினோவை வெளியிடுகிறது:

இந்த சிதைவின் போது, ​​கருவின் சார்ஜ் மற்றும் அதன்படி, மகள் கருவின் அணு எண் 1 ஆல் அதிகரிக்கிறது, ஆனால் வெகுஜன எண் மாறாது, அதாவது, டி.ஐ.யின் காலமுறை அமைப்பில் மகள் உறுப்பு ஒரு செல் மூலம் மாற்றப்படுகிறது அசல் ஒன்றின் உரிமை. பீட்டா சிதைவு செயல்முறை பொதுவாக பின்வருமாறு எழுதப்படுகிறது:

.

இந்த வழியில், அதிகப்படியான நியூட்ரான்கள் கொண்ட கருக்கள் சிதைகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, ஸ்ட்ரோண்டியம்-90 கருக்களின் சிதைவு எலக்ட்ரான்களின் உமிழ்வு மற்றும் அவை யட்ரியம்-90 ஆக மாறுதலுடன் சேர்ந்துள்ளது:

பெரும்பாலும் பீட்டா சிதைவால் உற்பத்தி செய்யப்படும் தனிமங்களின் கருக்கள் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட காமா கதிர்களின் உமிழ்வு மூலம் வெளியிடப்படும் அதிகப்படியான ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன. உதாரணமாக:

எலக்ட்ரானிக் பீட்டா சிதைவு பல இயற்கை மற்றும் செயற்கையாக உற்பத்தி செய்யப்படும் கதிரியக்க தனிமங்களின் சிறப்பியல்பு ஆகும்.

நியூக்ளியஸில் உள்ள புரோட்டானுக்கு நியூட்ரான்களின் சாதகமற்ற விகிதம் புரோட்டான்களின் அதிகப்படியான காரணமாக இருந்தால், பாசிட்ரான் பீட்டா சிதைவு ஏற்படுகிறது, இதில் நியூக்ளியஸ் ஒரு புரோட்டானை நியூட்ரானாக மாற்றுவதன் விளைவாக ஒரு பாசிட்ரான் மற்றும் நியூட்ரினோவை வெளியிடுகிறது. :

கருவின் கட்டணம் மற்றும் அதன்படி, மகள் தனிமத்தின் அணு எண் 1 ஆல் குறைகிறது, வெகுஜன எண் மாறாது. D.I இன் கால அட்டவணையில் பெற்றோரின் இடதுபுறத்தில் மகள் உறுப்பு ஒரு இடத்தைப் பிடிக்கும்:

செயற்கையாகப் பெறப்பட்ட சில ஐசோடோப்புகளில் பாசிட்ரான் சிதைவு காணப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, பாஸ்பரஸ்-30 ஐசோடோப்பு சிதைந்து சிலிக்கான்-30 உருவாகிறது:

ஒரு பாசிட்ரான், கருவில் இருந்து தப்பித்து, அணுவின் ஷெல்லிலிருந்து ஒரு "கூடுதல்" எலக்ட்ரானை (கருவுடன் பலவீனமாக பிணைக்கப்பட்டுள்ளது) கிழித்தெறிகிறது அல்லது ஒரு இலவச எலக்ட்ரானுடன் தொடர்புகொண்டு, "பாசிட்ரான்-எலக்ட்ரான்" ஜோடியை உருவாக்குகிறது. துகள் மற்றும் எதிர் துகள்கள் ஆற்றல் வெளியீட்டில் ஒன்றையொன்று உடனடியாக நிர்மூலமாக்குகின்றன என்பதன் காரணமாக, உருவான ஜோடி இரண்டு காமா குவாண்டாவாக மாறும், துகள்களின் வெகுஜனத்திற்கு சமமான ஆற்றலுடன் (e + மற்றும் e -). ஒரு பாசிட்ரான்-எலக்ட்ரான் ஜோடியை இரண்டு காமா குவாண்டாவாக மாற்றும் செயல்முறை அழிவு (அழிவு) என்றும், அதனால் ஏற்படும் மின்காந்த கதிர்வீச்சு அழிவு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. இந்த வழக்கில், ஒரு வகையான பொருளின் (பொருளின் துகள்கள்) மற்றொரு (கதிர்வீச்சு) மாற்றம் உள்ளது. இது ஒரு தலைகீழ் எதிர்வினை இருப்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது - ஒரு ஜோடி உருவாக்கும் எதிர்வினை, இதில் போதுமான அதிக ஆற்றலின் மின்காந்த கதிர்வீச்சு, அணுவின் வலுவான மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் அணுக்கருவிற்கு அருகில் கடந்து, எலக்ட்ரான்-பாசிட்ரான் ஜோடியாக மாறும்.

எனவே, பாசிட்ரான் பீட்டா சிதைவுடன், இறுதி முடிவு துகள்கள் அல்ல, ஆனால் இரண்டு காமா குவாண்டா, ஒவ்வொன்றும் 0.511 MeV ஆற்றல் கொண்டது, மீதமுள்ள துகள்களின் நிறைக்கு சமமான ஆற்றலுக்கு சமம் - ஒரு பாசிட்ரான் மற்றும் எலக்ட்ரான் E = 2m e c 2 = 1.022 MeV

அணுக்கருவின் புரோட்டான்களில் ஒன்று தன்னிச்சையாக அணுவின் உள் ஓடுகளில் ஒன்றிலிருந்து (கே, எல், முதலியன) எலக்ட்ரானைப் பிடிக்கும்போது, ​​பெரும்பாலும் கே-ஷெல்லிலிருந்து எலக்ட்ரான் பிடிப்பு மூலம் அணு மாற்றத்தை நிறைவேற்றலாம். ஒரு நியூட்ரான். இந்த செயல்முறை கே-பிடிப்பு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. பின்வரும் எதிர்வினைக்கு ஏற்ப ஒரு புரோட்டான் நியூட்ரானாக மாறுகிறது:

இந்த வழக்கில், அணுசக்தி கட்டணம் 1 குறைகிறது, ஆனால் வெகுஜன எண் மாறாது:

உதாரணமாக,

இந்த வழக்கில், எலக்ட்ரானால் காலி செய்யப்பட்ட இடம் அணுவின் வெளிப்புற ஓடுகளிலிருந்து ஒரு எலக்ட்ரானால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்டுள்ளது. எலக்ட்ரான் ஷெல்களின் மறுசீரமைப்பின் விளைவாக, ஒரு எக்ஸ்ரே குவாண்டம் உமிழப்படுகிறது. எலக்ட்ரான் பிடிப்பின் போது அணுக்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை ஒன்று குறைவதால் அணு இன்னும் மின் நடுநிலையில் உள்ளது. எனவே, இந்த வகை சிதைவு பாசிட்ரான் பீட்டா சிதைவின் அதே முடிவுகளை உருவாக்குகிறது. இது ஒரு விதியாக, செயற்கை ரேடியன்யூக்லைடுகளுக்கு பொதுவானது.

ஒரு குறிப்பிட்ட ரேடியோநியூக்லைட்டின் பீட்டா சிதைவின் போது அணுக்கருவால் வெளியிடப்படும் ஆற்றல் எப்போதும் நிலையானது, ஆனால் இந்த வகை சிதைவு இரண்டு அல்ல, ஆனால் மூன்று துகள்களை உருவாக்குகிறது: ஒரு பின்னடைவு கரு (மகள்), எலக்ட்ரான் (அல்லது பாசிட்ரான்) மற்றும் ஒரு நியூட்ரினோ, ஒவ்வொரு சிதைவு நிகழ்விலும் ஆற்றல் மாறுபடும், அது எலக்ட்ரான் (பாசிட்ரான்) மற்றும் நியூட்ரினோ இடையே மறுபகிர்வு செய்யப்படுகிறது, ஏனெனில் மகள் கரு எப்போதும் அதே ஆற்றலின் பகுதியை எடுத்துச் செல்கிறது. விரிவாக்கத்தின் கோணத்தைப் பொறுத்து, ஒரு நியூட்ரினோ அதிக அல்லது குறைவான ஆற்றலை எடுத்துச் செல்ல முடியும், இதன் விளைவாக ஒரு எலக்ட்ரான் பூஜ்ஜியத்திலிருந்து ஒரு குறிப்பிட்ட அதிகபட்ச மதிப்பு வரை எந்த ஆற்றலையும் பெற முடியும். எனவே, பீட்டா சிதைவின் போது, ​​அதே ரேடியோநியூக்லைட்டின் பீட்டா துகள்கள் வெவ்வேறு ஆற்றல்களைக் கொண்டுள்ளன,கொடுக்கப்பட்ட ரேடியன்யூக்லைட்டின் சிதைவின் சிறப்பியல்பு பூஜ்ஜியத்திலிருந்து ஒரு குறிப்பிட்ட அதிகபட்ச மதிப்பு வரை. பீட்டா கதிர்வீச்சு ஆற்றலின் அடிப்படையில் ரேடியன்யூக்லைடை அடையாளம் காண்பது கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றது.

சில ரேடியன்யூக்லைடுகள் ஒரே நேரத்தில் இரண்டு அல்லது மூன்று வழிகளில் சிதைந்துவிடும்: ஆல்பா மற்றும் பீட்டா சிதைவு மற்றும் K-பிடிப்பு மூலம், மூன்று வகையான சிதைவுகளின் கலவையாகும். இந்த வழக்கில், மாற்றங்கள் கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்பட்ட விகிதத்தில் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, இயற்கையான நீண்ட கால ரேடியோஐசோடோப் பொட்டாசியம்-40 (T 1/2 = 1.49 × 10 9 ஆண்டுகள்), இயற்கை பொட்டாசியத்தில் உள்ள உள்ளடக்கம் 0.0119%, மின்னணு பீட்டா சிதைவு மற்றும் K-பிடிப்புக்கு உட்படுகிறது:

(88% - மின்னணு சிதைவு),

(12% - கே-கிராப்).

மேலே விவரிக்கப்பட்ட சிதைவுகளின் வகைகளிலிருந்து, காமா சிதைவு அதன் "தூய வடிவத்தில்" இல்லை என்று நாம் முடிவு செய்யலாம். காமா கதிர்வீச்சு பல்வேறு வகையான சிதைவுகளுடன் மட்டுமே இருக்கும். கருவில் காமா கதிர்வீச்சு வெளிப்படும் போது, ​​நிறை எண்ணோ அதன் மின்னூட்டமோ மாறாது. இதன் விளைவாக, ரேடியோநியூக்லைட்டின் தன்மை மாறாது, ஆனால் கருவில் உள்ள ஆற்றல் மட்டுமே மாறுகிறது. காமா கதிர்வீச்சு உமிழப்படும் போது அணுக்கருக்கள் உற்சாகமான நிலைகளிலிருந்து தரைமட்டம் உட்பட கீழ்மட்டங்களுக்கு செல்லும் போது. உதாரணமாக, சீசியம்-137 இன் சிதைவு ஒரு உற்சாகமான பேரியம்-137 கருவை உருவாக்குகிறது. உற்சாகமான நிலையிலிருந்து நிலையான நிலைக்கு மாறுவது காமா குவாண்டாவின் உமிழ்வுடன் சேர்ந்துள்ளது:

உற்சாகமான நிலைகளில் உள்ள கருக்களின் வாழ்நாள் மிகவும் குறுகியதாக இருப்பதால் (பொதுவாக டி<10 -19 с), то при альфа- и бета-распадах гамма-квант вылетает практически одновременно с заряженной частицей. Исходя из этого, процесс гамма-излучения не выделяют в самостоятельный вид распада. காமா கதிர்வீச்சின் ஆற்றலாலும், ஆல்பா கதிர்வீச்சின் ஆற்றலாலும், ரேடியன்யூக்லைடை அடையாளம் காண முடியும்..

உள் மாற்றம்.ஒரு அணுவின் கருவின் உற்சாகமான (ஒன்று அல்லது மற்றொரு அணுக்கரு மாற்றத்தின் விளைவாக) நிலை, அதில் அதிகப்படியான ஆற்றல் இருப்பதைக் குறிக்கிறது. ஒரு உற்சாகமான கருவானது காமா குவாண்டம் உமிழ்வு அல்லது ஒரு துகள் வெளியேற்றம் மூலம் மட்டுமல்லாமல், உள்மாற்றம் அல்லது எலக்ட்ரான்-பாசிட்ரான் ஜோடிகளை உருவாக்குவதன் மூலம் குறைந்த ஆற்றல் (சாதாரண நிலை) கொண்ட நிலைக்கு மாறலாம்.

உட்புற மாற்றத்தின் நிகழ்வு என்னவென்றால், உள் அடுக்குகளின் (கே-, எல்- அல்லது எம்-அடுக்கு) எலக்ட்ரான்களில் ஒன்றிற்கு நியூக்ளியஸ் தூண்டுதல் ஆற்றலை மாற்றுகிறது, இதன் விளைவாக அணுவிற்கு வெளியே வெளியேறுகிறது. இத்தகைய எலக்ட்ரான்கள் மாற்று எலக்ட்ரான்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக, மாற்று எலக்ட்ரான்களின் உமிழ்வு, ஷெல் எலக்ட்ரான்களுடன் அணுக்கருவின் நேரடி மின்காந்த தொடர்பு காரணமாகும். மாற்று எலக்ட்ரான்கள் ஒரு கோடு ஆற்றல் நிறமாலையைக் கொண்டுள்ளன, பீட்டா சிதைவு எலக்ட்ரான்களைப் போலல்லாமல், அவை தொடர்ச்சியான நிறமாலையைக் கொடுக்கும்.

தூண்டுதல் ஆற்றல் 1.022 MeV ஐ விட அதிகமாக இருந்தால், கருவின் இயல்பான நிலைக்கு மாறுவது எலக்ட்ரான்-பாசிட்ரான் ஜோடியின் உமிழ்வுடன் சேர்ந்து, அதைத் தொடர்ந்து அவற்றின் அழிவையும் ஏற்படுத்தும். உள் மாற்றம் ஏற்பட்ட பிறகு, வெளியேற்றப்பட்ட மாற்று எலக்ட்ரானுக்கான "காலியான" இடம் அணுவின் எலக்ட்ரான் ஷெல்லில் தோன்றும். அதிக தொலைதூர அடுக்குகளில் உள்ள எலக்ட்ரான்களில் ஒன்று (அதிக ஆற்றல் மட்டங்களில் இருந்து) ஒரு குவாண்டம் மாற்றத்தை ஒரு "காலி" இடத்திற்கு குணாதிசயமான எக்ஸ்ரே கதிர்வீச்சின் உமிழ்வைக் கொண்டு செல்கிறது.

அணு கதிர்வீச்சின் பண்புகள்

அணு (கதிரியக்க) கதிர்வீச்சு என்பது கதிரியக்க சிதைவின் விளைவாக உருவாகும் கதிர்வீச்சு ஆகும். அனைத்து இயற்கை மற்றும் செயற்கை ரேடியன்யூக்லைடுகளின் கதிர்வீச்சு இரண்டு வகைகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது - கார்பஸ்குலர் மற்றும் மின்காந்தம். கார்பஸ்குலர் கதிர்வீச்சு என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட நிறை, மின்னழுத்தம் மற்றும் வேகம் ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படும் துகள்களின் (கார்பஸ்கல்ஸ்) ஸ்ட்ரீம் ஆகும். இவை எலக்ட்ரான்கள், பாசிட்ரான்கள், ஹீலியம் அணுக்களின் கருக்கள், டியூட்டரான்கள் (ஹைட்ரஜன் ஐசோடோப்பின் டியூட்டீரியத்தின் கருக்கள்), நியூட்ரான்கள், புரோட்டான்கள் மற்றும் பிற துகள்கள். ஒரு விதியாக, கார்பஸ்குலர் கதிர்வீச்சு நேரடியாக நடுத்தரத்தை அயனியாக்குகிறது.

மின்காந்த கதிர்வீச்சு என்பது குவாண்டா அல்லது ஃபோட்டான்களின் நீரோட்டமாகும். இந்த கதிர்வீச்சுக்கு நிறை அல்லது மின்னூட்டம் இல்லை மற்றும் ஊடகத்தின் மறைமுக அயனியாக்கத்தை உருவாக்குகிறது.

காற்றில் 1 ஜோடி அயனிகள் உருவாக சராசரியாக 34 eV தேவைப்படுகிறது. எனவே, அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சு 100 eV மற்றும் அதற்கு மேற்பட்ட ஆற்றல் கொண்ட கதிர்வீச்சை உள்ளடக்கியது (தெரியும் ஒளி மற்றும் UV கதிர்வீச்சு உட்பட).

அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சை வகைப்படுத்த, வரம்பு மற்றும் குறிப்பிட்ட அயனியாக்கம் பற்றிய கருத்துக்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வரம்பு - அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சை முழுமையாக உறிஞ்சுவதற்கு தேவையான உறிஞ்சியின் (சில பொருளின்) குறைந்தபட்ச தடிமன். குறிப்பிட்ட அயனியாக்கம் என்பது அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சின் செல்வாக்கின் கீழ் ஒரு பொருளில் ஒரு யூனிட் பாதை நீளத்திற்கு உருவாகும் அயன் ஜோடிகளின் எண்ணிக்கை. மைலேஜ் மற்றும் பயணித்த பாதையின் நீளம் ஆகியவை ஒரே மாதிரியான கருத்துக்கள் அல்ல என்பதை நினைவில் கொள்க. துகள்கள் நேர்கோட்டில் நகர்ந்தால், இந்த மதிப்புகள் துகள்களின் பாதை உடைந்த, முறுக்கு கோடாக இருந்தால், மைலேஜ் எப்போதும் பயணிக்கும் பாதையின் நீளத்தை விட குறைவாக இருக்கும்.

ஆல்பா கதிர்வீச்சுஹீலியம் அணுக்களின் கருக்கள் (சில நேரங்களில் இரட்டிப்பு அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட ஹீலியம் அணுக்கள் என்று அழைக்கப்படும்) a-துகள்களின் ஸ்ட்ரீம் ஆகும். ஒரு ஆல்பா துகள் 2 புரோட்டான்கள் மற்றும் 2 நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது, நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது மற்றும் அதனுடன் இரண்டு அடிப்படை நேர்மறை கட்டணங்களைக் கொண்டுள்ளது. துகள் நிறை m a =4.003 amu. - இது துகள்களில் மிகப்பெரியது. இயக்கத்தின் வேகம் (14.1-24.9) × 10 6 மீ/வி. பீரங்கி குண்டுகளுடன் நேருக்கு நேர் மோதும்போது மட்டுமே விலகல் ஏற்படுகிறது.

ஒரு பொருளில் உள்ள ஆல்பா துகள்களின் வரம்பு ஆல்பா துகளின் ஆற்றல் மற்றும் அது நகரும் பொருளின் தன்மையைப் பொறுத்தது. சராசரியாக, காற்றில் ஆல்பா துகள் வரம்பு 2.5-9 செ.மீ., அதிகபட்சம் 11 செ.மீ., உயிரியல் திசுக்களில் - 5-100 மைக்ரான், கண்ணாடியில் - 4. 10 -3 செ.மீ., ஒரு ஆல்பா துகள்களின் ஆற்றல் 4-9 MeV வரம்பில் உள்ளது. முழு பாதை நீளத்திலும், ஒரு ஆல்பா துகள் 116,000 முதல் 254,000 அயன் ஜோடிகளை உருவாக்க முடியும்.

குறிப்பிட்ட அயனியாக்கம் என்பது காற்றில் தோராயமாக 40,000 அயனி ஜோடிகள்/செ.மீ., 1-2 மைக்ரான்களின் பாதையில் உடலில் அதே குறிப்பிட்ட அயனியாக்கம்.

ஆற்றல் நுகர்வுக்குப் பிறகு, ஆல்பா துகள் குறைகிறது மற்றும் அயனியாக்கம் செயல்முறை நிறுத்தப்படும். அணுக்களின் உருவாக்கத்தை நிர்வகிக்கும் சட்டங்கள் நடைமுறைக்கு வருகின்றன. ஹீலியம் அணுக்களின் உட்கருக்கள் 2 எலக்ட்ரான்களைச் சேர்த்து ஒரு முழு அளவிலான ஹீலியம் அணு உருவாகிறது. கதிரியக்க பொருட்கள் கொண்ட பாறைகளில் ஹீலியம் கட்டாயமாக இருப்பதை இது விளக்குகிறது.

அனைத்து வகையான கதிரியக்க கதிர்வீச்சுகளிலும், ஆல்பா கதிர்வீச்சு ஒளிரும் (ஒளிரும்).

பீட்டா கதிர்வீச்சுபீட்டா துகள்களின் ஸ்ட்ரீம் ஆகும், அவை எலக்ட்ரான்கள் அல்லது பாசிட்ரான்கள். அவை ஒரு அடிப்படை மின் கட்டணம், m b = 0.000548 amu. அவை ஒளியின் வேகத்திற்கு நெருக்கமான வேகத்தில் நகரும், அதாவது. (0.87-2.994)×10 8 மீ/வி.

A-துகள்கள் போலல்லாமல், ஒரே கதிரியக்க தனிமத்தின் b-துகள்கள் வெவ்வேறு அளவு ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன (பூஜ்ஜியத்திலிருந்து ஒரு குறிப்பிட்ட அதிகபட்ச மதிப்பு வரை). ஒவ்வொரு பீட்டா சிதைவின் போதும், அணுக்கருவிலிருந்து இரண்டு துகள்கள் ஒரே நேரத்தில் வெளியேற்றப்படுகின்றன என்பதன் மூலம் இது விளக்கப்படுகிறது: ஒரு b-துகள் மற்றும் ஒரு நியூட்ரினோ (n e). ஒவ்வொரு சிதைவு நிகழ்வின் போதும் வெளியிடப்படும் ஆற்றல் பி-துகள் மற்றும் நியூட்ரினோ இடையே வெவ்வேறு விகிதங்களில் விநியோகிக்கப்படுகிறது. எனவே, பீட்டா துகள்களின் ஆற்றல் பத்தில் ஒரு பங்கு மற்றும் நூறில் ஒரு பங்கு MeV (மென்மையான b- கதிர்வீச்சு) முதல் 2-3 MeV (கடின கதிர்வீச்சு) வரை இருக்கும்.

ஒரே பீட்டா உமிழ்ப்பான் மூலம் உமிழப்படும் பீட்டா துகள்கள் வெவ்வேறு ஆற்றல் இருப்புக்களைக் கொண்டிருப்பதால் (குறைந்தபட்சம் முதல் அதிகபட்சம் வரை), பாதை நீளம் மற்றும் அயன் ஜோடிகளின் எண்ணிக்கை இரண்டும் கொடுக்கப்பட்ட ரேடியோநியூக்லைட்டின் பீட்டா துகள்களுக்கு ஒரே மாதிரியாக இருக்காது. பொதுவாக, காற்றில் உள்ள வரம்பு பல்லாயிரம் செ.மீ., சில நேரங்களில் பல மீட்டர்கள் (34 மீ வரை), உயிரியல் திசுக்களில் - 1 செ.மீ வரை (8 MeV பீட்டா துகள் ஆற்றலில் 4 செ.மீ வரை).

பீட்டா கதிர்வீச்சு ஆல்பா கதிர்வீச்சை விட மிகச் சிறிய அயனியாக்கும் விளைவைக் கொண்டுள்ளது. இவ்வாறு, காற்றில், பீட்டா துகள்கள் 1000 முதல் 25,500 ஜோடி அயனிகளை அவற்றின் முழு பாதையிலும் உருவாக்குகின்றன. சராசரியாக, காற்றில் உள்ள முழு பாதைக்கும், அல்லது 1 செமீ பாதைக்கு 50-100 ஜோடி அயனிகள். அயனியாக்கத்தின் அளவு துகள்களின் வேகத்தைப் பொறுத்தது, குறைந்த வேகம், அதிக அயனியாக்கம். இதற்குக் காரணம், அதிக ஆற்றல் கொண்ட பீட்டா துகள்கள் மிக விரைவாக அணுக்களைக் கடந்து பறந்து செல்கின்றன, மேலும் மெதுவான பீட்டா துகள்களைப் போல வலுவான விளைவை ஏற்படுத்த நேரம் இல்லை.

பீட்டா துகள்கள் மிகக் குறைந்த வெகுஜனத்தைக் கொண்டிருப்பதால், அவை அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளுடன் மோதும்போது அவை அவற்றின் அசல் திசையிலிருந்து எளிதில் விலகும். இந்த விலகல் நிகழ்வு சிதறல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. எனவே, பீட்டா துகள்களின் பாதையின் நீளத்தை துல்லியமாக தீர்மானிப்பது மிகவும் கடினம், மைலேஜ் அல்ல, ஏனெனில் இது மிகவும் கடினமானது.

ஆற்றல் இழக்கப்படும் போது, ​​ஒரு எலக்ட்ரான் ஒரு நேர்மறை அயனியால் ஒரு நடுநிலை அணுவை உருவாக்குகிறது, அல்லது ஒரு அணுவால் எதிர்மறை அயனியை உருவாக்குகிறது.

காமா கதிர்வீச்சுமின்காந்த கதிர்வீச்சின் ஃபோட்டான்களின் (குவாண்டா) ஸ்ட்ரீம் ஆகும். வெற்றிடத்தில் அவற்றின் பரவல் வேகம் ஒளியின் வேகத்திற்கு சமம் - 3×10 8 மீ/வி. காமா கதிர்வீச்சு ஒரு அலை என்பதால், அது அலைநீளம், அதிர்வு அதிர்வெண் மற்றும் ஆற்றல் ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு ஜி-குவாண்டத்தின் ஆற்றல் அலைவுகளின் அதிர்வெண்ணுக்கு விகிதாசாரமாகும், மேலும் அலைவுகளின் அதிர்வெண் அவற்றின் அலைநீளத்துடன் தொடர்புடையது. நீண்ட அலைநீளம், குறைந்த அலைவு அதிர்வெண், மற்றும் நேர்மாறாகவும், அதாவது, அலைவு அதிர்வெண் அலைநீளத்திற்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகும். அலைநீளம் குறைவாகவும், கதிர்வீச்சின் அலைவு அதிர்வெண் அதிகமாகவும் இருந்தால், அதன் ஆற்றல் அதிகமாகும், அதன் விளைவாக, அதன் ஊடுருவும் திறன். இயற்கையான கதிரியக்கத் தனிமங்களிலிருந்து வரும் காமா கதிர்வீச்சின் ஆற்றல் சில keV முதல் 2-3 MeV வரை இருக்கும் மற்றும் அரிதாக 5-6 MeV ஐ அடைகிறது.

காமா கதிர்கள், மின்சுமை அல்லது ஓய்வு நிறை இல்லாததால், பலவீனமான அயனியாக்கும் விளைவை ஏற்படுத்துகின்றன, ஆனால் பெரிய ஊடுருவும் சக்தியைக் கொண்டுள்ளன. காற்றில் அவர்கள் 100-150 மீ வரை பயணிக்க முடியும், இந்த கதிர்வீச்சு பலவீனமடையாமல் மனித உடல் வழியாக செல்கிறது.

அளவீடுகள்

டோஸ் கருத்து

கதிரியக்க பொருட்களின் மீது அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சின் தாக்கத்தின் விளைவு இந்த பொருட்களில் உடல், இரசாயன அல்லது உயிரியல் மாற்றங்கள் ஆகும். உடல் சூடு, எக்ஸ்ரே படலத்தின் ஒளி வேதியியல் எதிர்வினை, உயிரினத்தின் உயிரியல் அளவுருக்களில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் போன்றவை இத்தகைய மாற்றங்களின் எடுத்துக்காட்டுகளில் அடங்கும். கதிர்வீச்சு விளைவு உடல் அளவைப் பொறுத்தது X i, கதிர்வீச்சு புலத்தை வகைப்படுத்துதல் அல்லது பொருளுடன் கதிர்வீச்சின் தொடர்பு:

அளவுகள் X i, செயல்பாட்டு ரீதியாக கதிர்வீச்சு விளைவுடன் தொடர்புடையது η , டோசிமெட்ரிக் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. டோசிமெட்ரியின் நோக்கம் கதிர்வீச்சு விளைவை, குறிப்பாக கதிரியக்க விளைவைக் கணிக்க அல்லது மதிப்பிடுவதற்கு டோசிமெட்ரிக் அளவுகளின் அளவீடு, ஆராய்ச்சி மற்றும் கோட்பாட்டு கணக்கீடுகள் ஆகும்.

கதிரியக்க உயிரியல், டோசிமெட்ரி மற்றும் கதிர்வீச்சு பாதுகாப்பு ஆகியவற்றின் வளர்ச்சியின் விளைவாக டோசிமெட்ரிக் அளவுகளின் அமைப்பு உருவாகிறது. பாதுகாப்பு அளவுகோல்கள் பெரும்பாலும் சமூகத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன, எனவே வெவ்வேறு நாடுகள் வெவ்வேறு அளவுகளில் வெவ்வேறு அமைப்புகளை உருவாக்கியுள்ளன. இந்த அமைப்புகளை ஒன்றிணைப்பதில் முக்கிய பங்கு கதிரியக்க பாதுகாப்புக்கான சர்வதேச ஆணையத்தால் (ICRP) ஆற்றப்படுகிறது, இது ஒரு சுயாதீன அமைப்பாகும், இது கதிர்வீச்சு, டோசிமெட்ரி மற்றும் உயிரியல் விளைவுகள் துறையில் நிபுணர்களை ஒன்றிணைக்கிறது.

கேள்விகள்.

1. α சிதைவின் விளைவாக ரேடியத்திற்கு என்ன நடக்கிறது?

ரேடியம் Ra (உலோகம்) சிதைவடையும் போது, ​​அது α-துகள்களின் உமிழ்வுடன் ரேடான் Ra (வாயு) ஆக மாறுகிறது.

2. α- அல்லது β- சிதைவின் விளைவாக கதிரியக்க இரசாயன தனிமங்களுக்கு என்ன நடக்கும்?

α- மற்றும் β- சிதைவின் போது, ​​ஒரு வேதியியல் தனிமத்தை மற்றொன்றாக மாற்றுவது நிகழ்கிறது.

3. அணுவின் எந்தப் பகுதி - நியூக்ளியஸ் அல்லது எலக்ட்ரான் ஷெல் - கதிரியக்கச் சிதைவின் போது மாற்றங்களுக்கு உட்படுகிறது? நீங்கள் ஏன் அப்படி நினைக்கிறீர்கள்?

ஒரு கதிரியக்க மாற்றத்தின் போது, ​​அணுவின் கரு ஒரு மாற்றத்திற்கு உட்படுகிறது, ஏனெனில் ஒரு அணுவின் கருவே அதன் வேதியியல் பண்புகளை தீர்மானிக்கிறது.

4. ரேடியத்தின் α- சிதைவு வினையை எழுதி, இந்தக் குறியீட்டில் உள்ள ஒவ்வொரு சின்னமும் என்ன அர்த்தம் என்பதை விளக்கவும்.

5. உறுப்பின் எழுத்துப் பெயருக்கு முன் தோன்றும் மேல் மற்றும் கீழ் எண்களின் பெயர்கள் யாவை?

அவை நிறை மற்றும் கட்டண எண்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

6. நிறை எண் என்ன? கட்டண எண்?

நிறை எண் என்பது கொடுக்கப்பட்ட அணுவின் அணு நிறை அலகுகளின் மொத்த எண்ணிக்கைக்கு சமம்.
சார்ஜ் எண் கொடுக்கப்பட்ட அணுவின் கருவின் அடிப்படை மின் கட்டணங்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம்.

7. ரேடியத்தின் α- சிதைவு வினையின் எடுத்துக்காட்டைப் பயன்படுத்தி, சார்ஜ் (கட்டண எண்) மற்றும் நிறை எண்ணின் பாதுகாப்பு விதிகள் என்ன என்பதை விளக்குங்கள்.

வெகுஜன எண் மற்றும் கட்டணங்களின் பாதுகாப்பு விதி, கதிரியக்க மாற்றங்களின் போது, ​​அணுக்களின் நிறை எண்களின் கூட்டுத்தொகை மற்றும் மாற்றங்களில் பங்கேற்கும் அனைத்து துகள்களின் கட்டணங்களின் கூட்டுத்தொகை ஒரு நிலையான மதிப்பு என்று கூறுகிறது.

8. ரதர்ஃபோர்ட் மற்றும் சோடியின் கண்டுபிடிப்பிலிருந்து என்ன முடிவு வந்தது?

அணுக்களின் கருக்கள் ஒரு சிக்கலான கலவையைக் கொண்டுள்ளன என்று முடிவு செய்யப்பட்டது.

9. கதிரியக்கம் என்றால் என்ன?

கதிரியக்கத்தன்மை என்பது சில அணுக்கருக்கள் துகள்களை வெளியிடுவதன் மூலம் தன்னிச்சையாக மற்ற அணுக்களாக மாற்றும் திறன் ஆகும்.

பயிற்சிகள்.

1. பின்வரும் தனிமங்களின் அணுக்களின் கருக்களின் நிறை (முழு எண்களுக்கு துல்லியமான அமு) மற்றும் சார்ஜ் (அடிப்படை கட்டணங்களில்) ஆகியவற்றைத் தீர்மானிக்கவும்: கார்பன் 12 6 சி; லித்தியம் 6 3 லி; கால்சியம் 40 20 Ca.

2. முந்தைய சிக்கலில் பட்டியலிடப்பட்ட ஒவ்வொரு வேதியியல் தனிமங்களின் அணுக்களிலும் எத்தனை எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன?

3. ஒரு லித்தியம் அணு 6 3 Li ஹைட்ரஜன் அணு 1 1 H இன் அணுக்கருவின் நிறையை விட எத்தனை மடங்கு பெரியது என்பதை (முழு எண்களுக்குள்) தீர்மானிக்கவும்.

4. பெரிலியம் அணுவின் கருவுக்கு 9 4 Be, தீர்மானிக்கவும்: a) நிறை எண்; b) a இல் உள்ள கருவின் நிறை. e.m (முழு எண்களுக்கு துல்லியமானது); c) கார்பன் அணுவின் நிறை 12 6 C (முழு எண்களுக்கு துல்லியமானது) 1/12 ஐ விட கருவின் நிறை எத்தனை மடங்கு அதிகமாகும்: d) சார்ஜ் எண்; இ) அடிப்படை மின் கட்டணங்களில் அணுக்கரு கட்டணம்; f) அடிப்படை மின் கட்டணங்களில் ஒரு அணுவில் உள்ள அனைத்து எலக்ட்ரான்களின் மொத்த கட்டணம்; g) ஒரு அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை.

5. நிறை எண் மற்றும் மின்னேற்றத்தின் பாதுகாப்பு விதிகளைப் பயன்படுத்தி, பின்வரும் β- சிதைவு வினையின் விளைவாக உருவான இரசாயன உறுப்பு X இன் கருவின் நிறை எண் மற்றும் மின்னூட்டத்தை தீர்மானிக்கவும்:

14 6 C → X + 0 -1 e,

இதில் 0 -1 e என்பது β-துகள் (எலக்ட்ரான்). பாடப்புத்தகத்தின் ஃப்ளைலீஃப்பில் உள்ள டி.ஐ. அது என்ன அழைக்கப்படுகிறது?