Номер 6, страница 21, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

6. Что такое радиоактивность?

6. Радиоактивность — это свойство некоторых нестабильных атомных ядер (нуклидов) самопроизвольно превращаться в другие, более стабильные ядра. Этот процесс, называемый радиоактивным распадом, всегда сопровождается испусканием энергии в виде частиц или электромагнитных волн (ионизирующего излучения).

Явление было открыто в 1896 году французским физиком Анри Беккерелем, который обнаружил, что соли урана испускают невидимые лучи, способные засвечивать фотопластинку. Дальнейшие исследования, в частности, проведенные Марией и Пьером Кюри, позволили выявить природу этого явления и ввести сам термин «радиоактивность».

Причиной радиоактивности является внутренняя нестабильность ядра атома. В тяжелых ядрах (с большим количеством протонов и нейтронов) или в ядрах с несбалансированным соотношением протонов и нейтронов, кулоновские силы отталкивания между протонами могут преобладать над ядерными силами притяжения. Для достижения более стабильной, энергетически выгодной конфигурации, ядро претерпевает распад.

Существует несколько основных видов радиоактивного излучения:

Альфа-излучение (α-излучение): Поток альфа-частиц, которые являются ядрами атома гелия ($_{2}^{4}\text{He}$). При альфа-распаде ядро теряет два протона и два нейтрона. В результате массовое число элемента уменьшается на 4, а его порядковый номер — на 2, то есть образуется новый химический элемент.

Пример: Распад урана-238 в торий-234: $_{92}^{238}\text{U} \rightarrow _{90}^{234}\text{Th} + _{2}^{4}\text{He}$.

Альфа-частицы обладают высокой ионизирующей, но очень низкой проникающей способностью (задерживаются листом бумаги).

Бета-излучение (β-излучение): Поток электронов ($β^{-}$) или позитронов ($β^{+}$).

• При $β^{-}$-распаде один из нейтронов ядра превращается в протон, при этом испускается электрон и антинейтрино. Массовое число ядра не изменяется, а порядковый номер увеличивается на 1.

Пример: Распад углерода-14 в азот-14: $_{6}^{14}\text{C} \rightarrow _{7}^{14}\text{N} + e^{-} + \bar{\nu}_e$.

• При $β^{+}$-распаде один из протонов ядра превращается в нейтрон, испуская позитрон и нейтрино. Массовое число не меняется, а порядковый номер уменьшается на 1.

Пример: Распад углерода-11 в бор-11: $_{6}^{11}\text{C} \rightarrow _{5}^{11}\text{B} + e^{+} + \nu_e$.

Бета-частицы имеют меньшую ионизирующую, но большую проникающую способность, чем альфа-частицы (проникают в ткани тела на несколько сантиметров).

Гамма-излучение (γ-излучение): Поток фотонов очень высокой энергии. Оно, как правило, сопровождает альфа- и бета-распады. После испускания частицы дочернее ядро может остаться в возбужденном состоянии. Переходя в основное состояние с меньшей энергией, ядро испускает гамма-квант. Гамма-распад не изменяет ни массовое число, ни заряд ядра.

Пример: $_{Z}^{A}\text{X}^* \rightarrow _{Z}^{A}\text{X} + \gamma$.

Гамма-лучи обладают самой высокой проникающей способностью (для защиты требуются толстые слои свинца или бетона), но наименьшей ионизирующей способностью.

Основной закон, описывающий этот процесс — закон радиоактивного распада, который гласит, что число распадов в единицу времени пропорционально числу имеющихся радиоактивных ядер. Важнейшей характеристикой является период полураспада ($T_{1/2}$) — время, за которое распадается половина от начального количества радиоактивных ядер.

Ответ:

Радиоактивность — это способность нестабильных атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра (радиоактивный распад), что сопровождается испусканием ионизирующего излучения (альфа-частиц, бета-частиц или гамма-квантов).