Articles

Hvad er det, der gør et radioaktivt element ustabilt?


Bedste svar

Har du hørt om Wittgensteins stige? Forklaringsniveauet afhænger af det detaljeringsniveau, du ønsker at gå ind i. For eksempel kan du fortælle en toåring, at de kom fra “mumie” s mave “, og det er OK, det er ikke forkert, og stigen kaldes derfor undertiden” Løgn for børn “. Så her er min tur ved første trin 🙂

Neutroner er ustabile uden for kernen, og de kan ikke binde til hinanden på grund af deres isospin egenskaber. Isospin involverer den vigtigste egenskab ved kvarker kendt som “smag”. En proton har modsat net-spin til en neutron, men disse partikler kan binde til hinanden via kort rækkevidde grundlæggende interaktioner, der involverer deres kvarkstruktur og virtuelle kvark-antikvark-interaktioner. I dette miljø kan protonen og neutronen behandles som forskellige tilstande af den samme partikel. Så de skifter begge karakter , neutronen er nu stabil, og protonen begynder at interagere . Nettobindekraften er kortere rækkevidde end ladningsafstødningen, så de kommer i bund og grund “under radaren”.

Du kan læse om det på denne wiki: Isospin

Strukturen er mere kompleks end elektroner omkring atomer, men i det væsentlige er den samme slags skal model med drejeknapper på. Med elektroner omkring atomer behøver du kun at tage højde for konventionel elektronspin, nuklear spin ignoreres stort set. Men med kerner er det mange kropsproblem mere komplekst med isospin og smagsinteraktioner ved mindst. Smagstilstande kan ændres for at føje til dramaet, komme ind i den svage kraft, og dette unikke miljø er meget sandsynligt , hvilket resulterer i forskellige former for henfald i forskellige kanaler.

Den grundlæggende stærke kraft er kort rækkevidde, men den genererer den overordnede nukleare binding, som simpelthen undlader at afstøde de længere afstande ved store nukleare størrelser. Så vi kan sige “Det er de involverede afstande” som at sige, at babyen kommer fra mumiens mave, og håber at være tilfreds med det.

Men baseret på kommentarerne i dit spørgsmål vil du have det næste trin i stigen. Du vil gerne vide mere om detaljerne i ustabilitet på vej op i størrelserne og de magiske tal. Men allerede skulle du være i stand til at se, at der skal være en ret lineær balance mellem neutroner og protoner baseret på isospin Dette er ikke i modsætning til kemi, selvom klyngen tæt på linjen i så fald skyldes elektronisk valensenergi.

Her er en version af det periodiske system, jeg oprettede på en tablet! for at illustrere det en energiklyngedannelse, hvilket gør analogien:

Dette er informativt, fordi det i det mindste sammenlignes med de typiske nukleare stabilitetsdiagrammer At komme væk fra linjen er usandsynligt.

(En sidebemærkning om stabilitet, dog de lodrette bånd kaldet oxidationstilstande i kemi prøve ses sandsynligvis bedre som energigrænser end energidale eller bakketoppe. Begrebet stabilitet i kemi er relativt, det tager normalt to til tango, selvom man er det termiske miljø. Mens stabilitet i kernefysik er en første ordens effekt, bestemt ved henfaldssandsynligheden. )

Desværre viser kernerne ikke så åbenbar periodicitet, men princippet om belægningsgrænser er stadig relevant. Jeg er sikker på, at nogen vil sende kernekartet og nogle af stabilitetsprincipperne mere detaljeret. Men det er tilstrækkeligt at sige, om en henfaldstilstand udsender en positiv eller negativ ladning, er helt klart en funktion af, hvilken side af linjen du er på.

Svar

“Halveringstiden” gør ikke ” t betyder, at atomet halverer sig selv. Det refererer til atomerpopulationen som helhed: efter en halveringstid (6.000 år i tilfælde af kulstof-14, 700 millioner år for U-235, ned til nanosekunder i meget ustabil isotoper), vil halvdelen af ​​atomerne i en prøve henfalde. Efter to halveringstider vil 3/4 af atomerne henfalde. Efter tre er der kun 1/8 tilbage. Efter ti halveringstider (60.000 år i tilfælde af C14 ), vil kun et atom ud af tusind stadig forblive, hvad det var.

Hvad der sker, når det forfalder, afhænger af, hvad det forfalder til. De deler sig ikke i halvdelen. Ofte vinder eller mister de en proton eller neutron. I kulstof 14 opdeles for eksempel en neutron i en proton og en elektron (plus en neutrino). Det mister kun en lille, lille smule af sin masse, men fordi antallet af protoner ændres, bliver det i stedet nitrogen 14. Kvælstof 14 er stabil: det vil aldrig henfalde.

Massen går ikke rigtig tabt.Det føres væk som et elektron plus en højhastigheds-neutrino. Massen af disse partikler plus den energi, de bærer (fra den berømte E = mc ^ 2) svarer nøjagtigt til den masse, der er tabt af det rådnende atom. Men det ” s meget, meget mindre end halvdelen; det er ikke hvad halveringstid betyder.

Nogle af nedbrydningsprodukterne er i sig selv radioaktive og vil henfalde til en stabil form. Radioaktivt uran vil f.eks. ende som bly. I processen den går fra 238 atommasseenheder til 207 (igen mere end halvdelen). Resten tages højde for af de forskellige afgivne partikler, der går på vej rundt om universet.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *