Глава 11. Ядерная химия

Наряду со стабильными изотопами данного химического элемента известны многочисленные изотопы химических элементов, способные самопроизвольно превращаться в изотопы других химических элементов посредством испускания или поглощения элементарных частиц, фотонов и даже ядер. Атомное ядро таких изотопов может вступать в реакции и изменяться в зависимости от того, какая элементарная частица испускается или поглощается.

11.1. Элементарные частицы

Уже упоминалось, что атом состоит из ядра с определенным зарядом и равного ему числа электронов, размещенных на разрешенных энергетических уровнях. Обычные (химические) реакции главным образом связаны с электронными переходами между реагирующими атомами и взаимодействием образующихся или образовавшихся ранее ионов между собой с соблюдением электронейтральности системы в целом.

Ядро состоит из протонов   определяющих его заряд (Z), и нейтронов   эти частицы называются нуклонами и в сумме Z + N = A определяют массовое число. Атомы с одинаковым Z называют изотопами. Электрон  и протон стабильны, их время жизни неограничено, время жизни свободного нейтрона ограничено 1∙ секундами. Электрон и протон имеют соответствующие античастицы – позитрон  и антипротон  с временами жизни менее с (в условиях Земли). Кроме этих частиц отметим еще одну элементарную частицу – фотон (γ), не имеющую массы покоя и с бесконечным временем жизни. Атомные ядра способны испускать еще более 25 элементарных частиц, но мы ограничимся этими пятью.