Зона устойчивости

На рис. 1.25 в графической форме представлено соотношение между числом нейтронов и числом протонов в ядрах устойчивых изотопов. Устойчивые изотопы образуют на этом графике полосу, или зону, устойчивости. Зона устойчивости изотопов имеет ряд характерных особенностей. Прежде всего устойчивые изотопы элементов с атомными номерами меньше 20 имеют отношение числа нейтронов к числу протонов (n/р), равное 1. По мере возрастания атомного номера элементов (числа протонов в ядре их атомов) увеличивается и отношение п/р для устойчивых изотопов. Существуют естественные изотопы и с более высоким атомным номером, но они неустойчивы и подвергаются радиоактивному распаду. Среди устойчивых изотопов преобладают изотопы с четным числом нейтронов и(или) протонов (табл. 1.8).Только два элемента с атомными номерами меньше 83 не встречаются в естественных условиях-технеций Tc и прометий Pm. Отметим, что у технеция нечетное число протонов и нечетное число нейтронов.

Рис. 1.25. Зона устойчивости изотопов. Стрелки указывают типы радиоактивного излучения, которым сопровождается распад неустойчивых изотопов с образованием новых изотопов, более близких к зоне устойчивости.

Рис. 1.26. Схема распада неустойчивых изотопов с образованием новых изотопов, более близких к зоне устойчивости.)

 

Изотопы с указанным ниже числом протонов или нейтронов обладают особенно большой устойчивостью: 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126. Указанные числа получили название магических чисел. Предполагается, что они указывают наличие замкнутых ядерных оболочек, в каком-то смысле аналогичных замкнутым электронным оболочкам атомов благородных газов. Для сравнения приведем атомные номера благородных газов: 2, 10, 18, 36, 54 и 86.

Неустойчивые изотопы, расположенные на графике рис. 1.25 выше зоны устойчивости, распадаются с образованием устойчивых изотопов и испускают при этом Р-излучение. Радиоизотопы, расположенные ниже зоны устойчивости, распадаются с образованием устойчивых изотопов и с испусканием β+ излучения. α-Излучение испускают преимущественно неустойчивые изотопы с атомным номером больше 82. Эти процессы представлены в графической форме на рис. 1.26. Они соответствуют изменениям атомного номера и массового числа, указанным в табл. 1.7.

Оглавление: