Радиоактивность и ядерные уравнения

Самая плотная область атома это ядро, содержащее протоны и нейтроны, вместе называемые нуклонами. Тип атома, определяемый определенным количеством протонов и нейтронов, называется нуклидом. Обозначение нуклида состоит из символа элемента, атомного номера и массового числа.

В одном из нескольких сокращенных обозначений нуклидов используется название элемента, дефис и массовое число. Нуклиды с одинаковым атомным номером, но разными массовыми числами называются изотопами друг друга. Таким образом, углерод имеет три показанных здесь изотопа.

Нуклиды также характеризуются своим энергетическим состоянием. Например, один изотоп технеция-99 существует в двух разных состояниях:основном состоянии с более низкой энергией и долгоживущем возбужденном состоянии, называемом метастабильным состоянием. Эти два вида, хотя и имеют одинаковое количество протонов и нейтронов, являются разными нуклидами.

Интересно, что некоторые элементы периодической таблицы имеют стабильные нуклиды, которые остаются неизменными на неопределенный срок. Напротив, некоторые элементы содержат только нестабильные нуклиды, называемые радионуклидами. Например, в результате самопроизвольного ядерного распада урана-238 образуется торий-234.

Этот процесс называется радиоактивным распадом. Дочерний нуклид, образующийся при распаде, может быть стабильным или радиоактивным. Процесс сопровождается испусканием мелких осколков или электромагнитного излучения.

Альфа-частицы эквивалентны ядрам гелия. Их излучение снижает атомный номер на 2 и массовое число на 4. Бета-частицы эквивалентны электронам;при испускании атомный номер дочернего нуклида увеличивается на 1.

Поскольку они несут отрицательный заряд, это называется бета-минус излучением. Излучение позитрона, имеющего ту же массу, что и электрон, но противоположный заряд, уменьшает атомный номер на 1. Его часто называют бета-плюс излучением.

Гамма-лучи это электромагнитное излучение высокой энергии, испускание которого не меняет ни атомного, ни массового числа. Эмиссия протонов уменьшает массовое число и атомный номер на 1 каждый протон, а испускание нейтронов уменьшает массовое число на 1. Ядерные уравнения отображают разницу между родительскими и дочерними нуклидами и указывают на природу распада.

Радиоактивный распад урана-238 до тория-234 сопровождается испусканием альфа-частиц. Ядерные уравнения сбалансированы так же, как и химические уравнения. Сумма массовых чисел одинакова с каждой стороны уравнения.

Поскольку это альфа-распад, то же самое относится и к сумме атомных номеров.