Так, для дейтерію вона дорівнює 1,11. ізотопу гелію - 2,58, а ізотопу літію - 5,33 МеВ. Для атомів, у яких А > 20, питома енергія зв'язку майже однакова. Починаючи з А = 60 питома енергія зв'язку поступово зменшується. Це пояснюється тим, що із збільшенням кількості протонів у ядрі збільшується і сила електроста-тичного відштовхування між ними. Тому зв'язок між нуклонами стає слабшим. Питома енергія зв'язку для урану дорівнює 7,5, а для фермію - 7,4 МеВ. Аналіз показує, що питома енергія зв'язку залежить від того, парне чи непарне число нуклонів у ядрі. Виявлено, що ядра, в яких Z або А - Z, або обидва цих числа дорівнюють 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 (ці числа називають магічними), особливо стійкі і мають більшу енергію зв'язку, ніж сусідні ядра.

Існування особливо стійких ядер, які характеризуються певним чис-лом протонів і нейтронів, нагадує аналогічну картину для атомів (інертних газів), які також проявляють значну стабільність. В атомах стабільність пояснюється заповненням електронних шарів. Це наводить на думку, що магічні числа можуть вказувати на якусь шарувату будову ядер.

Більш стабільними є ядра з парним числом протонів Z і парним чис-лом нейтронів А - Z (парно-парні ядра). Атомні ядра з парним числом протонів Z і непарним числом А - Z (парно-непарні), а також з непарним Z і парним А- Z (непарно-парні) менш стабільні, ніж ядра парно-парні. Найменшу стабільність мають ядра з непарним Z і непарним А - Z (не-парно-непарні).

Радіоактивність хімічних елементів. Закони радіоактивного розпаду

У 1896 р. Антуан Беккерель (1852-1908) виявив невідоме раніше випромінювання солей урану. Двома роками пізніше П'єр Кюрі (1859-1906) і Марія Склодовська-Кюрі (1867-1934), досліджуючи ура-нову руду, відкрили нові елементи, які назвали полонієм і радієм. Ці елементи давали набагато інтенсивніше випромінювання, ніж уран. При однаковій масі інтенсивність випромінювання полонію була більшою в 1010, а радію у 2 * 107 разів. Виділення радію було дуже трудомісткою ро-ботою. Досить сказати, що з 1 т уранової руди вони виділили його 0,2 г. У цей час Е. Резерфорд, пропускаючи випромінювання через однорідне магнітне поле, встановив, що воно складається з двох компонентів, час-тинки яких мають різнойменні заряди Компоненту з позитивно зарядженими частинками назвали а -промені, а з негативно зарядженими - b - промені. Пізніше було встановлено, що b -промені являють собою потік електронів, а а - променів - потік ядер атомів гелію. У 1900 р. П. Віллард (1860-1934) виявив третю компоненту, на яку магнітне поле не впливало, її назвали -промені; вони являють собою потік фотонів з найменшою довжиною хвилі в шкалі електромагнітних хвиль. Явище випромінювання ізотопами вказаних вище променів назвали радіоактивністю. Ця назва походить від латинського - промінь.

Під радіоактивністю необхідно розуміти спонтанне перетворення ізотопів хімічних елементів, зумовлене розпадом їх атомних ядер. На основі цього означення розрізняють такі види радіоактивності:

1. а - розпад (А. Беккерель, 1896р.).

b- - розпад (А. Беккерель, 1896 р.);

2. b+ - розпад ( Жоліо-Кюрі, 1934 р.);

K- захоплення (Л.Альверс, 1938 р.).

3. Спонтанний поділ ядер (Г. М. Фльоров (н. 1913 р.) і К. А. Петржак (н. 1910р.), 1939р.).

4. одно протонний

двопротонний (Г.М. Фльоров. 1963 р.)

У види радіоактивності за цим означенням не входить -випро-мінювання, оскільки воно не змінює складу ядра, а змінює тільки його енергію, - випромінювання виникає тоді, коли ядро, яке з'являється в результаті розпаду іншого ядра, знаходиться в збудженому стані. Пере-ходи його з вищих станів у нижчі супроводжуються у -випро-мінюванням. Після відкриття радіоактивності численні досліди показа-ли, що зв'язані з нею процеси відбуваються в ядрі. Так, на швидкість радіоактивного розпаду не впливають ніякі зовнішні зміни тиску, тем-ператури, наявність електричних і магнітних полів. Радіоактивний роз-пад не залежить від хімічної сполуки, до якої входить радіоактивний ізотоп, та її агрегатного стану.

Радіоактивність, яку мають нестабільні існуючі у природі ядра, на-зивається природною. Крім неї, ядра стабільних ізотопів можуть стати радіоактивними після опромінення їх певним чином. Така радіоактивність називається штучною. Закони природної і штучної радіоактивності не залежать від способу одержання ізотопу.

Оскільки радіоактивний розпад має випадковий характер, то до ве-ликої сукупності ядер застосовують статистичні закони.

Виведемо закон радіоактивного розпаду. Для кожного радіоактив-ного ядра існує певна ймовірність того, що воно зазнає розпаду за одиницю часу. Якщо на момент часу t є N радіоактивних ядер, то се-редня кількість ядер dN, що зазнають розпаду за час dt, пропорційна повній кількості ядер N і величині , тобто

dN = -Ndt.

Величину називають сталою розпаду. Вона є характерною кон-стантою радіоактивного ізотопу. Знак мінус вказує на те, що кількість радіоактивних ядер з часом зменшується. Тоді

N = N0 exp(-t) 15.10

Ця формула виражає закон радіоактивного розпаду. З неї видно, що кількість ядер радіоактивного ізотопу з часом зменшується за ек-споненціальним законом. Цей закон є статистичним і справджується за умови, коли кількість атомів радіоактивного ізотопу досить вели-ка. Формула (15.10) добре узгоджується з дослідом. Зауважимо, що в (15.10) величина N вказує не кількість ядер, які зазнали радіоактивного розпаду за час і, а кількість наявних радіоактивних ядер - на момент часу t. Час Т, за який розпадається половина початко-вої кількості ядер, називають періодом піврозпаду.

T = (ln 2)/

Періоди піврозпаду різних природних ізотопів досить відрізняються один від одного. Так, Т = 4,51 * 10 років для урану 238, Т =3-10"7 с для Ро 212.

Часто