Физика атомного ядра

Содержание:

Альфа против бета-распада

Альфа-распад и бета-распад — это два типа радиоактивного распада. Третий тип — гамма-распад. Вся материя состоит из атомов, состоящих из электронов, протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны находятся внутри ядра, а электроны вращаются по орбитам вокруг ядра. Хотя большинство ядер стабильны, есть элементы с нестабильными ядрами. Эти нестабильные ядра называют радиоактивными. Эти ядра в конечном итоге распадаются, испуская частицу, тем самым превращаясь в другое ядро ​​или превращаясь в ядро ​​с более низкой энергией. Этот распад продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто стабильное ядро. Существует три основных типа распада, называемых альфа-, бета- и гамма-распадом, которые различаются в зависимости от частицы, испускаемой во время распада. Цель этой статьи — выяснить разницу между альфа- и бета-распадом.

Альфа-распад

Альфа-распад называется так, потому что нестабильное ядро ​​испускает альфа-частицы. Альфа-частица имеет два протона и два нейтрона, что также похоже на ядро ​​гелия. Ядро гелия считается очень стабильным. Этот тип распада можно наблюдать при распаде радиоактивного урана 238, который после альфа-распада превращается в более стабильный торий 234.

238U92→ 234Чт90 + 4Он2

Этот процесс трансформации через альфа-распад называется трансмутацией.

Бета-распад

Когда бета-частица покидает нестабильное ядро, этот процесс называется бета-распадом. Бета-частица — это, по сути, электрон, хотя иногда это позитрон, который также является положительным эквивалентом электрона. Во время такого распада количество нейтронов уменьшается на один, а количество протонов увеличивается на один. Бета-распад можно понять на следующем примере.

234Чт90 → 234Па91-1

Бета-частицы более проникающие и движутся быстрее, чем альфа-частицы.

Есть много различий между альфа- и бета-распадом, которые обсуждаются ниже.

Разница между альфа-распадом и бета-распадом

• Альфа-распад вызван присутствием слишком большого количества протонов в нестабильном ядре, тогда как бета-распад является результатом присутствия слишком большого количества нейтронов в нестабильных ядрах.

• Альфа-распад превращает нестабильное ядро ​​в другое ядро ​​с атомной массой на 2 меньше, чем у родительского ядра, и атомным номером, который на 4 меньше. В случае бета-распада новое ядро ​​имеет атомную массу на единицу больше, чем исходное ядро, но имеет тот же атомный номер.

• Альфа-распад производит альфа-частицы, которые представляют собой 2 нейтрона и 2 протона, таким образом, имеющие массу 4 а.е.м. (атомная единица массы) и заряд +2. Их проникающая способность мала и не может проникнуть через вашу кожу, но если вы съедите что-то, что подвергается альфа-распаду, вы можете умереть. В общем, альфа-частицы можно остановить даже с помощью листа бумаги.

• Бета-распад включает разряд бета-частиц, которые в основном представляют собой электроны без массы с отрицательным зарядом. Они обладают более высокой проникающей способностью и легко проникают в кожу. Даже стены не защитят вас.

• Принцип альфа-распада и разряда альфа-частиц используется в дымовых извещателях. Он также используется во многих других приложениях, таких как генераторы, используемые в экспериментах с космическими зондами, а также в качестве кардиостимуляторов, используемых для лечения сердечных заболеваний. Защититься от альфа-излучения легче, чем от бета-излучения, которое более опасно.

Копилка

  • Как на крыльях бабочек создается защитное изображение змеи

    Бабочки, конечно, ничего не знают о змеях. Зато о них знают птицы, охотящиеся на бабочек. Птицы, плохо распознающие змей, чаще становятся…

  • Если octo на латыни «восемь», то почему октава содержит семь нот?

    Октавой называется интервал между двумя ближайшими одноименными звуками: до и до, ре и ре и т. д. С точки зрения физики «родство» этих…

  • Почему важных особ называют августейшими?

    В 27 году до н. э. римский император Октавиан получил титул Август, что на латыни означает «священный» (в честь этого же деятеля, кстати,…

  • Чем пишут в космосе

    Известная шутка гласит: «NASA потратило несколько миллионов долларов, чтобы разработать специальную ручку, способную писать в космосе….

  • Почему основа жизни — углерод?

    Известно порядка 10 миллионов органических (то есть основанных на углероде) и лишь около 100 тысяч неорганических молекул. Вдобавок…

  • Почему кварцевые лампы синие?

    В отличие от обычного стекла, кварцевое пропускает ультрафиолет. В кварцевых лампах источником ультрафиолета служит газовый разряд в парах ртути. Он…

  • Почему дождь иногда льет, а иногда моросит?

    При большом перепаде температур внутри облака возникают мощные восходящие потоки. Благодаря им капли могут долго держаться в воздухе и…

Тритий

Сверхтяжелый изотоп водорода, в ядре которого наличествуют протон и два нейтрона, имеет атомную массу 3,016 – примерно втрое больше, чем у протия. Тритий обозначается символом Т либо 3H1. Он плавится и кипит при еще более высоких температурах: 20,6 К и 25 К соответственно.

Это радиоактивный нестабильный изотоп с периодом полураспада 12,32 года. Образуется он при бомбардировке ядер атмосферных газов, например, азота, частицами космических лучей. Распад изотопа происходит с испусканием электрона (так называемый бета-распад), при этом один нейтрон в ядре претерпевает превращение в протон, а химический элемент повышает атомный номер на единицу, становясь гелием-3. В природе тритий присутствует в следовых количествах – его очень мало.

Сверхтяжелый водород образуется в тяжеловодных ядерных реакторах при захвате дейтерием медленных (тепловых) нейтронов. Часть его доступна для извлечения и служит источником трития. Кроме того, его получают как продукт распада лития при облучении последнего тепловыми нейтронами.

Тритий характеризуется малой энергией распада и представляет некоторую радиационную опасность только в случаях, когда попадает внутрь организма с воздухом или пищей. Для защиты кожных покровов от бета-излучения достаточно резиновых перчаток.

Теоретические основы радиоактивного распада

Согласно обычной теории радиоактивного распада, альфа-частицы удерживаются в ядре потенциальным барьером. В ядре радиоактивного изотопа они иногда туннелируют через этот барьер. К этому процессу подходят лишь статистически, утверждая, что квантовая механика не допускает ускоренного распада. Но это не так, поскольку квантовая механика рассматривает субатомный мир статистически, ничего не утверждая о причине этого явления, никак его не объясняя.

Один из вариантов состоит в том, что изменение сильного взаимодействия способно влиять на скорость распада.
Теория струн предполагает наличие пространственных координат, ограниченных значением порядка 10-34 м, в дополнение к тем трём, которые мы наблюдаем. Согласно этой теории, скорости распада связаны с размерами по этим координатам. Если их поменять, поменяются и скорости распада.

Никола Тесла, проводивший немало экспериментов по электромагнетизму, предпологал, что возможен некоторый вид излучения, способный провоцировать радиоактивный распад. Другие учёные заинтересовались этой идеей и выдвинули предположения о том, каким именно может быть это излучение. В качестве кандидата на роль такового предлагали нейтринное излучение, поскольку оно связано с ядерными реакциями и обнаруживается как раз по факту провоцирования им таких реакций. Если воздействие нейтрино или чего-либо ещё способно провоцировать распад, возрастание интенсивности такого воздействия может ускорить распад. Из этой модели можно сделать вывод, что в течении года скорости распада должны меняться, поскольку меняется расстояние от Земли до Солнца. Согласно недавней статье в журнале New Scientist, такое влияние действительно обнаружено в отношении некоторых изотопов в ряде опытов.
Такие наблюдения были проведены в отношении как альфа-, так и бета-распада.

Изотоп Период полураспада Вид распада
Кремний-32 172 года Бета
Радий-226 1600 лет Альфа
Хлор-36 301000 лет Бета

Также известно, что самый распространённый из методов радиометрического датирования — радиоуглеродный (по углероду-14) — испытывает влияние колебаний, мешающих исследователям, и, согласно указанной выше статье, эти колебания совпадают с двухсотлетним циклом изменения солнечной активности. Это тоже сходится с гипотезой о том, что нейтрино могут провоцировать распад.
К сожалению, изменение скоростей распада в течение года было впервые обнаружено лишь в 1986 году, и проигнорировано как «ошибка измерения», ведь исследователи «заранее знали», будто скорость распада «постоянна». Поэтому в течении последующих двадцати четырёх лет это явление никто не исследовал, пока его не открыли повторно. Это отличный пример того, как те или иные исследования оказываются замороженными только по той причине, что исследователи следуют логике, подвергнутой критике ещё А.П. Чеховым: «этого не может быть, потому что не может быть никогда».
Интересный механизм предложен в общей модели великого объединения

Согласно этой модели, вероятностным поведением, и туннелированием, в частности, управляет разумный объект; с точки зрения данной теории, неважно, идёт ли речь о Самом Боге, заданном Им алгоритме, или же Его мыслях. В любом из этих случаев, Господь мог просто перенастроить механизмы, отвечающие за квантовое туннелирование, таким образом, чтобы на некоторый период времени ускорить распад.

А как быть с теплом?

Главной из трудностей, с которой сталкивается теория ускоренного радиоактивного распада, является то, что при радиоактивном распаде выделяется тепло. Если распад слишком ускорен, излишек тепла способен привести к нежелательным последствиям.
Но Господь дал нам ответ на этот вопрос приблизительно три тысячи лет назад — см. Псалтирь, 103:2 (в русском и английском переводах Библии нумерация в Псалтире отличается, в английском варианте — 104:2 — прим. перев.).

Ты одеваешься светом, как ризою, простираешь небеса, как шатер

Это — отсылка к описанию пространства в Общей теории относительности. Если ускоренный радиоактивный распад происходил одновременно с ускоренным расширением пространства, это позволило избавиться от избыточного тепла. Поэтому эти явления вполне могли иметь место при условии, что первое из них сопровождалось вторым.
В Библии прямо указано, что такое расширение происходило в течении недели Сотворения мира:

И сказал Бог: да будет твердь посреди воды, и да отделяет она воду от воды. И создал Бог твердь, и отделил воду, которая под твердью, от воды, которая над твердью. И стало так.

Дополнительное расширение могло иметь место в ходе Потопа:

Поднялся дым от гнева Его и из уст Его огонь поядающий; горящие угли сыпались от Него.

Наклонил Он небеса и сошел; и мрак под ногами Его;
и воссел на Херувимов, и полетел, и понесся на крыльях ветра;
и мраком покрыл Себя, как сению, сгустив воды облаков небесных;
от блистания пред Ним разгорались угли огненные.
Возгремел с небес Господь, и Всевышний дал глас Свой;
пустил стрелы и рассеял их; молниею и истребил их.
И открылись источники моря, обнажились основания вселенной от грозного гласа Господа, от дуновения духа гнева Его

Как Генри Моррис (в книге Учебная Библия Генри Морриса) так и доктор Рассел Хамфрис (в книге Радиоизотопы и возраст Земли) указывают, что Давид сравнивал в этих стихах своё собственное избавление с Потопом. Доктор Рассел Хамфрис также утверждает, что во фразе «из уст Его огонь поядающий» идёт речь о факте ускоренного радиоактивного распада в ходе Потопа, поскольку в оригинале использован термин, означающий любое тепловыделение, поглощающее что-либо. Также он указывает на то, что термин, который перевели как «наклонил», можно перевести и как «растянул», «расширил». А значит, речь здесь идёт как о ускоренном распаде, так и о расширении пространства в ходе Потопа.

Учение об ускоренном радиоактивном распаде не является «теорией, сформулированной от отчаяния», несмотря на нападки полагающих так критиков, поскольку она имеет под собой как библейское, так и научное основание. Более того, ускоренный распад не только сообщает о причине обнаруженного количества атомов при малом возрасте Земли, но и объясняет гораздо больше, чем то, для объяснения чего была предназначена изначально, в частности, механизм Потопа. А одним из признаков хорошей теории как раз и является объяснение ей и того, для объяснения чего она не была предназначена первоначально.

Что из этого следует

Феномен Окло опроверг мнение Энрико Ферми и Петра Капицы о том, что естественным образом ядерный реактор возникнуть не может. Более того, анализ изотопного состава пород Окло дает немало информации для размышления – по поводу того, как образуются ядерные отходы, и как их можно хранить.

По расчетам, сделанным группой Алекса Мешика в 2004 году, реактор в Окло работал около 150 тысяч лет и успел выработать 5×1017 Дж энергии, что сопоставимо с результатом работы 40-ГВт атомной электростанции за четыре года. Вероятно, реактор включался примерно на полчаса, выделял тепло, вода расширялась – и кучность молекул в ней уменьшалась, в результате чего реактор выключался не менее чем на два с половиной часа, пока вода не остынет. Попутно Окло щедро облучал окружающие породы.

При этом Окло не только вырабатывал энергию, но и обогащал уран-238, порождая ту ветку изотопов, которая показана в нижней левой части рисунка 2: уран-238 → уран-239 → нептуний-239 → плутоний 239. Возможно, Окло успел выработать более 2 тонн плутония-239, но этого изотопа давно нет, поскольку период его полураспада составляет 24 000 лет.   

Одним из наиболее интересных побочных продуктов его работы оказался ксенон. Концентрация изотопов ксенона в породах Окло оказалась выше, чем где бы то ни было в живой природе; кроме того, там были найдены экзотические изотопы 129Xe и 136Xe. 129Xe накапливается в результате распада радиоактивного иода 129I, а 136Xe относится к ряду распада плутония-244.

Иллюстрация из Соросовского образовательного журнала, 1997

Период полураспада плутония-244 составляет около 122 миллионов лет, поэтому в настоящее время на Земле его уже не осталось, а вот период полураспада ксенона-136 — 2,165×1021 лет, что значительно превышает возраст Вселенной. Кроме того, поскольку ксенон является благородным газом, он не вступает в химические реакции и остается там, где образовался. В настоящее время некоторое количество тяжелых изотопов ксенона попало в атмосферу в результате работы человеческой атомной энергетики, но атмосферная концентрация ксенона-136, а также более радиоактивных ксенона-135 и криптона-85 все равно выше, чем можно было бы объяснить антропогенными факторами. Это позволяет предположить, что Окло был не единственным реактором в своем роде. Возможно, реликты таких реакторов еще предстоит открыть в Южной Америке (в тех ее районах, которые примыкали к современному Габону до раскола африканской и южноамериканской тектонических плит), а также в зоне восточноафриканского рифта.  

В случае, если кроме Окло на нашей планете существовали иные подобные реакторы, это могло бы означать, что в некоторых регионах Земли естественный радиационный фон был сильно повышен именно на этапе зарождения жизни и запуска эволюции, сохранялся таким достаточно долго, чтобы повлиять на эволюцию. То, что осталось на месте Окло, позволяет заново взглянуть на подходы к захоронению ядерных отходов. Так, радиоактивный ксенон в Окло (образовавшийся как из урана, так и из радиоактивного йода) заперт в осадочных слоях, насыщенных алюминием, а радиоактивный цезий-137 был заперт атомами рутения и до сих пор практически не распространяется в окружающую среду.

Соотношение N: Z и магические числа

Итак, отношение нейтрона к протону или Соотношение N: Z является основным фактором, определяющим, является ли атомное ядро ​​стабильным. Более легкие элементы (Z <20) предпочитают иметь одинаковое количество протонов и нейтронов или N: Z = 1. Более тяжелые элементы (Z = 20–83) предпочитают отношение N: Z, равное 1,5, поскольку для изоляции от нейтронов требуется больше нейтронов. сила отталкивания между протонами.

Есть также то, что называется магические числа, которые являются числами нуклонов (или протонов или нейтронов), которые являются особенно стабильными. Если оба числа протонов и нейтронов являются этими значениями, ситуация называется двойные магические числа, Вы можете думать об этом как о ядре, эквивалентном правилу октета, управляющему стабильностью электронной оболочки. Магические числа немного отличаются для протонов и нейтронов:

  • протон: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 114
  • нейтроны: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, 184

Для дальнейшего усложнения стабильности существуют более стабильные изотопы с четно-четным Z: N (162 изотопа), чем четное: нечетное (53 изотопа), чем нечетное: четное (50), чем нечетное: нечетное (4).

Признаки ускоренного радиоактивного распада

Если радиоактивный распад длился миллионы, а тем более, миллиарды лет, то диффузия аргона и свинца была недостаточной, в воздухе слишком мало гелия, а в горных породах — слишком много.
Недавние эксперименты группы RATE позволяют сделать вывод, что распад, кажущийся длившимся «полтора миллиона лет», действительно происходил, но на самом деле для него потребовались один или несколько очень коротких периодов времени, имевших место от 4000 до 8000 лет назад. А значит, иллюзия возраста нашей планеты в целом в «4,5 миллиардов лет» тает на глазах и превращается в несколько тысяч лет.
Такой результат получен экстракцией твёрдых, плотных микроскопических кристаллов — цирконов. Бóльшая часть урана и тория в континентальной коре Земли находится в цирконах, часто в виде включений в чешуйках биотита — чёрной слюды. Гелий является продуктом распада урана до свинца. Распад атома урана сопровождается испусканием восьми альфа-частиц — ядер атомов гелия. Каждое из этих ядер быстро захватывает из кристалла по два электрона, и положительный ион становится нейтральным атомом.

Проведённые в Лос-Аламосе измерения количеств урана, тория и свинца показали, что если бы распад происходил с параметрами, наблюдаемыми сейчас, ему бы действительно пришлось занять «полтора миллиарда» лет. Вычислив, сколько гелия накопилось в ходе распада, исследователи затем измерили, сколько его соталось в цирконах. Оказалось, что до 58 % этого элемента не диффундировало из цирконов; процентное соотношение уменьшалось с увеличением глубины и температуры.

В период, когда группа RATE только начинала свою работу, скорости диффузии для цирконов и биотита ещё не были измерены. На основании обнаружения гелия в цирконах доктор ] вычислил скорости диффузии гелия как для креационной, так и для униформистской моделей. Он определил, что отношение между скоростями диффузий для этих моделей составляет примерно сто тысяч раз.

После измерения скоростей диффузии в цирконах оказалось, что с креационной моделью они сопоставимы, а с униформистской — полностью несовместимы. Эти результаты, вместе с фактическим наличием гелия в цирконах, показали, что период, в течение которого шла диффузия, составлял 6000 ± 2000 лет. Этот результат расходится с униформистской моделью в 250000 раз. То есть, на самом деле распад урана никак не мог занять «полтора миллиарда» лет.

Накопить так мало гелия за целых «полтора миллиарда» лет цирконы могли бы лишь в том случае, если бы в течение всего этого периода находились при температуре жидкого азота (-196 градусов Цельсия ниже нуля), что, естественно, противоречит любым предполагаемым сценариям истории Земли.

См. также: Критика данных по распаду гелия, полученных группой RATE

Имеются некоторые свидетельства корреляции между скоростями радиоактивного распада и расстоянием от объекта до Солнца. Джер Дженкинс и др. в Университете Пердью перепроверили необработанные данные различных экспериментов и подтвердили этот вывод.

Энергия связи нуклонов в ядре. Ядерные силы

Между нуклонами ядра действуют самые мощные силы природы – ядерные силы.

Ядерные силы – это силы притяжения, связывающие протоны и нейтроны в атомном ядре и обеспечивающие существование устойчивых ядер.

Свойства ядерных сил:

  • являются силами притяжения;
  • являются короткодействующими силами (действуют на малых расстояниях, не превышающих 2·10-15 м; на таком расстоянии ядерные силы больше кулоновских приблизительно в 100 раз);
  • обладают свойством зарядовой независимости (ядерные силы, действующие между двумя протонами, двумя нейтронами и между протоном и нейтроном, одинаковы);
  • имеют свойство насыщения (каждый нуклон взаимодействует только с ограниченным числом ближайших к нему нуклонов, а не со всеми нуклонами ядра);
  • не являются центральными (не действуют по линии, соединяющей центры взаимодействующих нуклонов).

Массу ядра можно точно определить с помощью масс-спектрографов, которые разделяют заряженные частицы с разными удельными зарядами с помощью электрических и магнитных полей.

Опытным путем было установлено, что благодаря действию сил притяжения масса ядра всегда меньше суммы масс протонов и масс нейтронов, входящих в состав этого ядра:

где ​\( M \)​ – масса ядра.

Дефект масс – это величина, равная разности суммы масс входящих в ядро нуклонов и массы ядра:

где ​\( \Delta m \)​ – дефект масс.

Благодаря ядерным силам ядра атомов обладают огромной энергией связи.

Энергия связи – это энергия, которую необходимо затратить, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны, или энергия, которая выделяется при образовании ядра из отдельных нуклонов:

где ​\( \Delta E_{св} \)​ – энергия связи, ​\( c \)​ – скорость света.

Если в формуле энергии связи массы протона и нейтрона выражены в килограммах, а скорость света – в метрах в секунду, то энергия связи будет измерена в джоулях. Однако в физике атома и атомного ядра энергию ядер и элементарных частиц чаще выражают в мегаэлектронвольтах (МэВ).

Энергетический эквивалент 1 а.е.м.

Поэтому энергию связи можно рассчитать следующим образом:

В этом случае энергия связи измеряется в мегаэлектронвольтах (МэВ).

Для характеристики прочности ядра используется величина, которая называется удельной энергией связи.

Удельная энергия связи – это энергия связи ядра, приходящаяся на один нуклон ядра:

где ​\( A \)​ – массовое число.

Удельная энергия связи неодинакова для разных химических элементов и даже для изотопов одного и того же химического элемента. Удельная энергия связи нуклона в ядре меняется в среднем в пределах от 1 МэВ у легких ядер до 8,6 МэВ у ядер средней массы (с массовым числом ​\( A \)​ ≈ 100). У тяжелых ядер (​\( A \)​ ≈ 200) удельная энергия связи нуклона меньше, чем у ядер средней массы, приблизительно на 1 МэВ, так что их превращение в ядра среднего веса (деление на 2 части) сопровождается выделением энергии в количестве около 1 МэВ на нуклон, или около 200 МэВ на ядро. Превращение легких ядер в более тяжелые ядра дает еще больший энергетический выигрыш в расчете на нуклон.

Зависимость удельной энергии связи от массового числа установили экспериментально. Из рисунка хорошо видно, что, не считая самых легких ядер, удельная энергия связи примерно постоянна и равна 8 МэВ/нуклон. Отметим, что энергия связи электрона и ядра в атоме водорода, равная энергии ионизации, почти в миллион раз меньше этого значения. Кривая на рисунке имеет слабо выраженный максимум. Максимальную удельную энергию связи (8,6 МэВ/нуклон) имеют элементы с массовыми числами от 50 до 60, т. е. железо и близкие к нему по порядковому номеру элементы. Ядра этих элементов наиболее устойчивы.

У тяжелых ядер удельная энергия связи уменьшается за счет возрастающей с увеличением ​\( Z \)​ кулоновской энергии отталкивания протонов. Кулоновские силы стремятся разорвать ядро.

Габонская аномалия

В 1972 году в рамках развития собственной ядерной программы Франция закупала у Габона (своей бывшей колонии) урановую руду. Естественно, для военных целей французам требовался, прежде всего, дефицитный изотоп 235U, содержание которого в природе хорошо известно: 0,720%. А в образцах из Окло 235U было явственно меньше: 0,717%. Столь аптекарская, но четкая разница вынудила французов подробнее изучить геологическое строение Окло и выявила еще более интересные изотопные аномалии. В руде оказалось повышено содержание изотопов неодима (143Nd и 144Nd), а также понижено содержание изотопов европия и самария.

Наиболее логичный вывод заключался в том, что часть 235U в залежах Окло подверглась распаду уже после их формирования. Более того, изотопный состав выдавал осколки от распада плутония: к 1972 году распад плутония уже был хорошо изучен, но в естественных горных породах этот элемент найден не был. Плутоний-239 образуется в процессе ядерной реакции, начинающейся с попадания нейтрона в атом урана-238:

Рис. 2

Сам бассейн оказался очень древним, докембрийским. Возраст его составляет 1,8 миллиарда лет. В тот период, когда он формировался, содержание 235U в земной коре было гораздо выше и вполне могло составлять те 3%, при которых в Окло на протяжении нескольких сотен тысяч лет поддерживалась ядерная реакция.      

Что такое радиоактивность?

Радиоактивность – самопроизвольное превращение атомных ядер в ядра других элементов. Сопровождается ионизирующим излучением. Известно четыре типа радиоактивности:

  • альфа-распад – радиоактивное превращение атомного ядра при котором испускается альфа-частица;
  • бета-распад — радиоактивное превращение атомного ядра при котором испускается бета-частицы, т.е электроны или позитроны;
  • спонтанное деление атомных ядер — самопроизвольное деление тяжелых атомных ядер (тория, урана, нептуния, плутония и других изотопов трансурановых элементов). Периоды полураспада у спонтанно делящихся ядер составляют от нескольких секунд до 1020 для Тория-232;
  • протонная радиоактивность — радиоактивное превращение атомного ядра при котором испускаются нуклоны (протоны и нейтроны).

Что такое изотопы?

Изотопы – это разновидности атомов одного и того же химического элемента, обладающие разными массовыми числами, но имеющие одинаковый электрический заряд атомных ядер и потому занимающие в периодической системе элементов Д.И. Менделеева одинаковое место. Например: 55Cs131, 55Cs134m, 55Cs134, 55Cs135, 55Cs136, 55Cs137. Различают изотопы устойчивые (стабильные) и неустойчивые – самопроизвольно распадающиеся путем радиоактивного распада, так называемые радиоактивные изотопы. Известно около 250 стабильных, и около 50 естественных радиоактивных изотопов. Примером устойчивого изотопа может служить Pb206, Pb208 являющийся конечным продуктом распада радиоактивных элементов U235, U238 и Th232.