19.01.2022 15:24
for all
1399 views
    
rating 5 | 2 usr.
 © Поліанна М

Історія отримання штучних радіоактивних ізотопів

Історія отримання штучних радіоактивних ізотопів

Перші експериментальні дані про існування ізотопів як різновидів атомів даного хімічного елемента, що різняться по масі ядер, були отримані в 1906-1910 роках під час вивчення властивостей радіоактивних елементів. У 1910 р. англійським вченим Ф. Содді був запропонований і сам термін «ізотоп». Маючи однаковий заряд ядра Z, але відрізняючись числом нейтронів у ньому N, ізотопи мають однакову будову електронних оболонок, тобто дуже близькі хімічні властивості, і займають одне й те саме місце в періодичній системі Менделєєва (звідси і походження терміна «ізотоп» від грецького isos – однаковий і topos – місце). Під терміном «ізотоп» мають на увазі і ядра таких атомів. Тільки ізотопи водню, на відміну від решти, мають свої власні назви.

Тобто Фредерів Содді і є першим вченим, який відкрив перші радіоактивні ізотопи, вказавши, що радій, торій-Х (радій-224) та мезоторій (радій-228) мають спільні властивості, а два з трьох елементів – ізотопами. Згодом, в 1913 році, він же показав, що під час розпаду деяких хімічних елементів утворюється 40 інших радіоактивних елементів з річною масою. При цьому вписуються вони в періодичну таблицю за властивостями в 11 місць. Тобто, 29 елементів з 40 знаходяться на тих же місцях, що решта 11. А значить вони є ізотопами даних 11 елементів.

Ізотопи можуть бути як стабільні, так і нестабільні – радіоактивні, ядра яких схильні до мимовільного (спонтанного) перетворення на інші ядра з випромінюванням різних частинок – так звані процеси розпаду. До радіоактивних перетворень відносяться альфа-розпад з випромінюванням альфа-частинки, всі типи бета-розпаду, спонтанний поділ ядер та ряд інших типів розпаду. При цьому радіоактивний розпад часто супроводжується гамма-випромінюванням, що утворюється в результаті переходів між різними станами одного і того ж ядра. Тривалість життя радіоактивних ізотопів характеризується періодом напіврозпаду – проміжком часу, протягом якого кількість радіоактивних ядер зменшується вдвічі. Величина періоду напіврозпаду для різних ізотопів може змінюватись у дуже широких межах. Відповідно до цього, всі радіоактивні ізотопи прийнято ділити на дві групи – короткоживучі (T½ < 10 діб) і довгоживучі (T½ > 10 діб). Як правило, в природних умовах зустрічаються лише стабільні ізотопи, однак у природі можна виявити і деякі радіоактивні ізотопи, в основному ті, у яких період напіврозпаду перевищує вік Землі і які не встигли розпастись за час її існування (наприклад, K-40, Th-232 або U-238). Крім них, ряд радіоактивних ізотопів у земних умовах безперервно утворюється в ядерних реакціях під дією космічних променів. Характерний приклад – утворення ізотопу карбону C-14 (T½ = 5730 років) з атмосферного азоту. В даний час відомо близько 270 стабільних ізотопів та понад 2000 радіоактивних ізотопів 107 хімічних елементів. Число радіоактивних ізотопів (переважна більшість з яких отримано штучним шляхом) у багатьох елементів дуже велике і може перевищувати два десятки. Число ж стабільних ізотопів істотно менше, причому найбільша різноманітність ізотопів мають елементи з парним Z. Так, наприклад, олово Sn-50 має 10 стабільних ізотопів, ксенон Xe-54 – 9 і т. д. Елементи з непарним Z, як правило, мають не більше двох стабільних ізотопів, причому у деяких з них стабільний тільки один.


Запрошуємо школярів підписатися на канал youtube "Готові Домашні Завдання (ГДЗ): Фізика":

Перейти до ГДЗ на YouTube


Обговорення

Візьміть участь в обговоренні

  • Поскаржитись