Co to są nuklidy?
Nuklidy to atomy o ustalonej liczbie protonów i neutronów. Zwykle izotop elementu może być stabilny lub niestabilny. Niestabilne nuklidy są radioaktywne. Istnieje około 1700 znanych nuklidów, z których 1400 jest radioaktywnych.
Terminy „nuklid” i „izotop” są czasami używane zamiennie, ale nie są synonimami. Izotopy to zbiory tego samego pierwiastka, które mają różną liczbę neutronów. Izotopy są nuklidami, ale nuklidy niekoniecznie są izotopami.
Elementy są zdefiniowane przez liczbę protonów, które posiadają. Układ okresowy pierwiastków jest uporządkowany według liczby protonów w każdym elemencie. Każdy pierwiastek w tabeli okresów jest nuklidem, podobnie jak wszystkie izotopy każdego pierwiastka.
Naukowe pojęcie nuklidu jest zwykle zapisywane A Z X. X oznacza symbol pierwiastka, Z oznacza liczbę protonów lub liczbę atomową, a A oznacza liczbę masową lub liczbę protonów plus neutrony w elemencie. Na przykład pojęcie litu jest zapisane 7 3 Li. To mówi nam, że lit zawiera trzy protony i cztery neutrony, ponieważ 7 minus 3 to 4. Lit ma również kilka izotopów, takich jak 6 3 L, zapisanych jako lit-6. Lit-6 zawiera tylko trzy neutrony.
Protony naturalnie odpychają się, ponieważ wszystkie mają ładunek dodatni, więc stabilizujący wpływ neutronów utrzymuje element w stanie nienaruszonym. Jeśli nuklid jest lekki, zwykle jest stabilny, gdy liczba protonów i neutronów jest równa lub prawie równa. Im cięższy pierwiastek, tym większy stosunek neutronów do protonów potrzebnych do jego stabilizacji.
Niestabilne nuklidy są radioaktywne i są albo naturalnie występujące, albo wytwarzane sztucznie. Istnieją trzy rodzaje promieniowania, które emituje niestabilny nuklid: cząstki alfa lub beta lub promienie gamma. Cząstki alfa i beta są dość nieszkodliwe, ponieważ można łatwo zapobiec ich przedostaniu się do organizmu. Promienie gamma są jednak wyjątkowo szkodliwe i dlatego pierwiastki promieniotwórcze są uważane za tak niebezpieczne. Rozpad niestabilnego nuklidu nazywa się rozpadem radioaktywnym.
Niestabilny nuklid ostatecznie rozpada się na stabilny nuklid. Każdy radioaktywny nuklid ma stałą szybkość rozpadu, znaną jako okres półtrwania. Znajomość okresu półtrwania niektórych pierwiastków i pomiar stosunku stabilnych do niestabilnych nuklidów obecnych w danym obiekcie pozwala naukowcom datować skamieliny i artefakty.
Elektrownie jądrowe wykorzystują również nuklidy do wytwarzania energii w procesie zwanym rozszczepieniem. Rozszczepienie zachodzące w reaktorze jądrowym rozbija cięższe nuklidy na lżejsze. Ta reakcja uwalnia energię wykorzystywaną przez roślinę. Energia jądrowa jest często uważana za niebezpieczną, ponieważ nuklid stosowany w procesie rozszczepienia, Uran-235, jest izotopem radioaktywnym.