Радиоактивті изотоптар

Изотоптар (грекше «бірдей» және «орын» деген сөздер) -біркелкі химиялық элементтің атом массаларымен ғана айрықшаланатын түрлері. изотоптардың атомдарының ядролары тек қана нейтрондарының санымен бір-бірінен айрықша, протондарының саны бірдей, Д.И.Менделеевтің элементтердің периодтық жүйесінде бір орынға ғана ие. «Изотоп» деген сөзді 1910 жылы ағылшын радиохимигі Фредерик Содди (1877-1956) ойлап тапқан және ол Э.Резерфордпен бірлесе отырып радиоактивтік ыдырау теориясын жасаған.

Изотоптар тұрақты және радиоактивті болып бөлінеді. Тұрақты изотоптар – атом ядросы, радиоактивті ыдырауға шалдықпаған изотоптар. Тұрақты изотоптар радиоактивті емес, ыдырамайды. Біздің ерекше көңіл аударатынымыз — радиоактивті қатарлар, басқаша айтқанда, радиаоктивті изотоптар қатарлары. Радиоактивті заттар — құрамында радиоактивті изотоптар бар,жасанды немесе табиғи заттар. Тұрақтылығы аздау кейбір элементтер атомдары ядроларының неғұрлым тұрақты энергетикалық күйге өтуі нәтижесінде радиоактивті құлдырау,яғни атомдарда іштей қайта құрылу процесі жүреді. Радиоактивті заттар альфа, бета-бөлшектер мен гамма-сәулелер шығара алады. Изотоптардың әрбір қатары өзінің алдындағы изотоптар қатарының ыдырауы нәтижесінде пайда болады да, олардың әрқайсысы жартылай ыдыраудың ең ұзақ кезеңінен басталып тұрғылықты ыдырамайтын изотоппен аяқталады. Мысалы, уран ыдыраудың соңында қорғасынға айналады. Радиоактивті атомдардың жалпы санының жартысы ыдырап болған уақыт жартылай ыдыраудың кезеңі болып саналады. Ядролардың ыдырауы тек өзінің табиғи заңдарына ғана бағынады да, оны ешқандай сыртқы күшпен тездетуге болмайды. Осы құбылыс адамның жасанды және табиғи радиоактивтік заттардың қоршаған ортаға келтіретін зияндылықтарын жоюға қарапайым әдістермен тездетуге әрқашан да қарсы тұрады.

Қазіргі заманда радиоактивті изотоптардың 4 қатары ашылды: радий-231, торий-232, уран-235 пен уран-238, нептуний-237. Осъшен қатар ядроларында 82-ден астам протондары бар атомдар тұрғылықты емес және а-ыдырауына ұшырап тұратынын білуіміз керек, Атомдық масса α-ыдыраудан 4 санына азаяды. Осының нәтижесінде радиоактивтік ыдыраудың төрт тізбегі пайда болады:

— уран-236 қорғасын-208-ге айналады;

— нептуний-237 висмут-209-ға айналады;

— уран-238 қорғасын-206-ға айналады;

— уран-235 қорғасын-207-ге айналады.

Радиоктивтік ыдыраудың салдарынан бір химиялық элементтің екінші химиялық элементке айналу процесі (уранның, нептунийдің) миллиондаған (аралық) және миллиардтаған (соңы) жылдарға созылады. Осы бір-біріне айналу тізбектерін (жартылай ыдырау кезеңдерінсіз) өте қарапайым түрде көрейік. Мынадай бір-біріне айналу тізбектері белгілі:

— уран-235 -> торий-232 -> радий-228 -> актиний-228 -> торий-228 -> радий-224 -> радон-224 -> полдоний-216 -> қорғасын-212 -> полоний-212 -* висмут-212 -> таллий — 208 -> қорғасын-208;

— нептуний-237 -^ протактиний-233 -^ уран-233 -> торий-229 -» радий-225 -> дктиний-225 -> франций-221 -> астат-217 -^ висмут-213 -^ полоний-213 -> таллий-209 -> қорғасын-209 -> висмут-209;

— уран-238 -^ торий-234 -^ радий-234 — уран-234 -> торий-230 -> радий-226 -> радон-222 -^ полоний-218 -^ қорғасын-214 -> висмут-214 -> полоний-214 -> таллий-210 -> қорғасын-210 -^ висмут-210 —> полоний-210 -> таллий206 -> қорғасын-206;

— уран-235 -> торий-231 -* протактиний-231 -> актиний-227 -ч>