Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z polityką plików cookies.
Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce.

PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ PIERWIASTKÓW

W zależności od swojej budowy jądro pierwiastka może być trwałe lub też ulegać samorzutnemu rozpadowi promieniotwórczemu. W roku 1898 Maria Skłodowska – Curie odkryła pierwszy pierwiastek o silnie zaznaczonej promieniotwórczości – polon. Zarówno odkrycie polonu, jak i późniejsze – radu pozwoliło na zbadanie zjawiska promieniotwórczości oraz poznanie praw rządzących rozpadem atomów.

Promieniotwórczość pierwiastków to zdolność do samorzutnego rozpadu jąder. Podczas rozpadów naturalnych emitowane
jest promieniowanie \(\alpha\), \(\beta\) oraz \(\gamma\):
  • promieniowanie \(\alpha\) – strumień jąder helu He, poruszających się z bardzo dużą prędkością, nawet kilkunastu tys. km/s,
  • promieniowanie \(\beta\) – strumień elektronów o prędkości od kilkudziesięciu tysięcy km/s do prędkości zbliżonej prędkości światła,
  • promieniowanie \(\gamma\) – promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali mniejszej niż 1 · 10-11 m, rozchodzącym się z prędkością światła.
Promieniowanie \(\alpha\)

Podczas przemiany α powstaje zupełnie nowy pierwiastek, którego liczba masowa będzie mniejsza o 4 (tyle wynosi liczba masowa helu), a liczba atomowa zmniejszy się o 2 (liczba atomowa helu). Przykładem przemiany α jest rozpad jądra promieniotwórczego uranu  U zgodny z równaniem:

\(U \rightarrow Th+He\)

Podczas tego rozpadu jądro uranu emituje cząstkę α, czyli traci 2 neutrony i 2 protony oraz przekształca się w jądro toru. Sytuację taką możemy sobie wyobrazić. Z atomu uranu zostaje wyrzucone rozpędzone jądro helu. Aby wydostać się na zewnątrz musi przejść przez chmurę elektronową uranu, częściowo ją naruszając, co prowadzi do częściowej utraty elektronów. Zaraz po przemianie powstają zatem dwa jony: jon toru (uran po starcie protonów i neutronów tworzących hel) i jon helu. Aby mogły stać się ponownie atomami muszą zdobyć brakujące elektrony. Przemianom promieniotwórczym towarzyszy więc zawsze jonizacja otoczenia.
Schematycznie rozpad α możemy przedstawić w sposób następujący:

\(X \rightarrow Y + He\)

/>Z pierwiastka, którego liczba masowa wynosi A, a liczba atomowa wynosi Z, powstanie nowy pierwiastek o liczbie masowej A-4 i liczbie atomowej Z-2. Rozpad \(\alpha\) najczęściej spotykany jest w atomach o odpowiednio dużych jądrach atomowych.

Promieniowanie \(\beta\) 

Podczas przemiany \(\beta\) z jądra atomu zostaje wyrzucony elektron, a zatem masa jądra nie ulega zmianie, zaś zwiększa się liczba atomowa. Oprócz elektronu zostaje wyemitowane również neutrino. Neutrinem nazywamy cząstkę, która jest pozbawiona ładunku. Jej masa jest mniejsza nawet od elektronu. Przykładem przemiany \(\beta\) może być emisja elektronu przez jądro toru, w wyniku której powstaje jądro protaktynu:

\(Th \rightarrow Pa + e^-\)

Masa jądra nie ulega zmianie , wzrasta jego ładunek (otrzymujemy jądro o większej liczbie atomowej), co możemy zapisać równaniem:

\(X \rightarrow Y + e^-\)

Należy pamiętać, że przemianom tym towarzyszy emisja neutrina oraz energii.

Promieniowanie \(\gamma\)

Promieniowanie \(\gamma\) (nazywane falowym) jest promieniowaniem elektromagnetycznym, towarzyszy ono przemianom \(\alpha\) i \(\beta\) (promieniowanie korpuskularne). Promieniowanie γ charakteryzuje się bardzo dużo przenikliwością. Emisji tego promieniowania nie towarzyszy zmiana liczby atomowej ani masowej.

Tylko niewielka liczba pierwiastków występujących w przyrodzie posiada własności promieniotwórcze. Są to zazwyczaj pierwiastki o dużej liczbie atomowej oraz izotopy pierwiastków lżejszych.