§ 58 Радиоактивные превращения атомных ядер
В 1903 году Эрнест Резерфорд совместно с Фредериком Содди установили, что при радиоактивном α-распаде ядро одного элемента превращается в ядро другого. Так, радий при испускании альфа-частицы превращается в радон. Это открытие показало: радиоактивность связана с изменениями, происходящими внутри атомного ядра, а не во внешней электронной оболочке.
Альфа-частица (α) представляет собой ядро гелия — ⁴₂He. Когда радий испускает такую частицу, его ядро теряет 2 единицы заряда и 4 единицы массового числа. Процесс можно записать так:
²²⁶₈₈Ra → ²²²₈₆Rn + ⁴₂He
При этом выполняются законы сохранения заряда и массы.
Радиоактивностью называют самопроизвольное превращение атомных ядер одних элементов в ядра других, сопровождающееся испусканием частиц или излучений: α-, β- или γ-излучений.
Период полураспада
Число радиоактивных атомов в образце постепенно уменьшается. Темп этого уменьшения характеризуют величиной период полураспада (T) — временем, за которое количество радиоактивных ядер становится в два раза меньше исходного.
Закон радиоактивного распада выражается формулой:
N = N₀ · (1/2)^(t / T)
где
N₀ — первоначальное число ядер,
N — количество нераспавшихся ядер в момент времени t.
Чем больше значение T, тем медленнее идёт распад, и тем дольше вещество остаётся радиоактивным.