Да, в школе об этом расказывают "с пятое на десятое", да и проиллюстрировать нечем... Тут даже многие опыты запретили, мол, "ядовитые, а старшеклассники сейчас настолько одебилились, что обязательно потянут всё в рот и отравятся". Что уж говорить об радиоактивных веществах - реально опасных...
Ну что ж...
Вспомним свои репетиторские таланты, и прочтём небольшую лекцию. 
Про нейтроны и протоны...Количество протонов определяет заряд ядра (каждый протон имеет положительный заряд, равный электронному). Нейтроны - не несут заряда.
Масса их практически одинакова, и даже есть теория, что разница масс этих частиц полностью заключена в разнице энергии из-за разницы заряда.
В ядерной физике эти частицы уже давно называют одним словом "нуклон".
Поэтому массовое число ядра равно числу нуклонов - сумме числа протонов и нейтронов.
А заряд определяется числом протонов. Поэтому возможны ядра с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов - изотопы. У изотопов одинаковый атомный заряд, и все изотопы занимают одну и ту же ячейку в Таблице Менделеева. А различаются они только массой, так их и называют, например, "водород-1" (самый распространенный), фактически единственный протон; "водород-2" (дейтерий), один протон и один нейтрон; "водород-3" (тритий), один протон и два нейтрона.
Если вы поглядите на таблицу Менделеева, то увидите, что каждый атом имеет дробное значение массы. На самом деле, ядра имеют целые значения массы, а дробь получается потому, что вещество состоит из нескольких изотопов с разными массами в неравных количествах, в среднем получается дробное значение.
В ядре нуклоны сцеплены ядерными силами (путём постоянного обмена глюонами, переносчиками ядерного взаимодействия), которые в десять раз сильнее электромагнитных сил отталкивания.
Но, ядерные силы - короткодействующие (глюоны массивны, а "тяжелое ядро далеко не бросишь"). Если набрать много протонов - то на удержание "крайних" протонов в ядре дистанции ядерных сил не хватит. И ядро распадётся на куски. Чтобы ядро не распадалось - протоны можно "разбавить" нейтронами. Нейтроны точно так же участвуют в сильном взаимодействии, но при этом не отталкиваются. Поэтому чем тяжелее стабильное ядро - тем больше в нем нейтронов.
Но тут вмешивается слабое взаимодействие. Из-за этого взаимодействия свободный нейтрон нестабилен, и распадается с периодом полураспада 15 мин. В составе ядра нейтроны обмениваются глюонами с соседями, если обмен происходит с соседним нейтроном - это ничего не меняет, нейтрон останется нестабилен, а вот если обмен происходит с протоном - то происходит также обмен зарядом, нуклоны как бы "меняются местами", и слабое взаимодействие не успевает подействовать, в результате нейтрон в ядре с нейтронами нестабилен, а с протонами - стабилен.
В итоге, чем тяжелее ядро - тем оно менее стабильно. Если в нём много протонов - то оно будет расколото электромагнитным отталкиванием. Если протоны сильно "разбавлены" нейтронами - то многие нейтроны не найдут протонов для обмена глюонами и распадутся за счёт слабого взаимодействия. При этом нейтроны превратятся в протоны, и ещё больше усилят электромагнитные силы расталкивания, ядро распадётся.
Про полураспад...А называется период ПОЛУраспада, потому, что такая у радиоактивности особенность. Скорость радиоактивного распада зависит от количества вещества (атомов). Если взять вдвое больше атомов - то за единицу времени распадётся вдвое больше атомов. А если взять вдвое меньше - то вдвое меньше и распадётся.
То есть, на вопрос период ПОЛНОГО распада ответить невозможно, такой период в теории равен бесконечности (в реале чуть меньше, но всё равно, это время существенно превышает время жизни Вселенной).
Поэтому характеристикой скорости распада взят период ПОЛУраспада - то есть время, за которое распадётся половина исходного вещества. Через такое время останется только половина. Еще через такое же время - четверть. Еще через такое же время - восьмая часть. Еще через такое же время - шестнадцатая... И так - бесконечно убывающей геометрической прогрессией.
На практике, уже через десять периодов полураспада активность любого радиоактивного вещества сравняется с форовой радиацей. В теории - в образце останутся ещё атомы, и каждый период полураспада их будет становиться вдвое меньше, но проявление этой радиации будет уже меньше, чем естественный фон, задаваемый другими радиоактивными элементами и космическими лучами.
Это сообщение отредактировал Laryx - 20.12.2022 - 07:34
yaplakal.com