уран протоны
Автор 111 задал вопрос в разделе Естественные науки
Химики! Обьясните по человечески принцип полураспада. То есть почему например уран распадается. и получил лучший ответ
Ответ от Коротеев Александр[гуру]
Да, эт точно к физикам. Распадается-то по сути ядро. А электроны уже сами перераспределяются после этого.
Ядро - это протоны и нейтроны, удерживаемые в самосогласованном поле ядерных сил. Причём потенциальные ямы для протонов и нейтронов различны.
Вообще некоторый набор протонов и нейтронов может пребывать в разных состояниях - с разной энергией. У одних больше, у других меньше. И переход в более энергетически выгодное состояние может произойти самопроизвольно. Как камень - лежащий на склоне горы. Вроде лежит, но достаточно небольшого толчка - и сам вниз покатится. Примерно так и с ядром. Оно с некоторой вероятностью может перейти в другое состояние. Один из вариантов - распад на те или иные осколки. Ещё может нейтрон превратиться в протон (испустив электрон и антинейтрино) . Или наоборот - протон сожрёт электрон и станет нейтроном. Это всё разные сечения (возможные исходы) ядерных реакций.
Полураспад - чуть иная вещь. Когда ядро одно - оно может распасться в любой момент времени. Вероятность определена и если ждать - оно распадётся со всё большей и большей вероятностью. А когда таких ядер много. То есть МНОГО - тогда к ним можно применить законы термодинамики и статистики. И обнаруживается, что количество нераспавшихся атомов убывает экспоненциально. А такой процесс можно описать одной константой - показателем экспоненты (при заданном начальном количестве и выбранном основании) . Вот для основания двойки - определяется период полураспада. Время, за которое распадётся половина ядер от текущего количества. Тут надо понимать, что время приблизительное - это наиболее вероятное время, за которое распадётся половина ядер. Но когда их ОЧЕНЬ много, статистические соотношения выполняются ОЧЕНЬ точно.
>^.^<
Коротеев Александр
Высший разум
(113068)
Это, насколько я понимаю, является врождённым свойством квантово-механического объекта. Т.е. возможно, что он распадается действительно прозвольно. Есть определённая вероятность перехода в другое состояние. Но когда именно он произойдёт - неизвестно.
Теорфизики этот вопрос ещё не закрыли. Может так и останется врождённым свойством, а может будет объяснено через какие-то пока неизвестные свойства. Сейчас однозначно сказать не получится.
А вообще источников флуктуаций, которые неслучайны - полно. И фотоны и нейтроны всякие летают, и электроны в ядро заглядывают (точнее сказать - у электрона с s-оболочки вероятность нахождения в области ядра не равна 0) и т.д.
А вообще двум протонам рядом не сидится из-за кулоновского отталкивания (заряды-то одинаковые). Гравитационным притяжением можно пренебречь, а при очень сильном сближении между ними действуют "сильные ядерные" силы. Они ядро и держат вместе. Но это не кирпичная кладка - там оболочки, уровни, переходы...
Элементы ( атомы) имеют придел ("коридор"). При достижении верхенго придела, они сливаются. Как, например, водород превращается в гелий (...) Пири достижении нижнего придела, элемент распадается/расщепляется на более лёгкие (...) Уран, плутоний и тд. (актиноиды) , в земных условиях, находяхся в зоне нижнего придела. (...)
Лоуренсий, например, искуственно созданный элемент, и " выживает" всего 5 минут. Потому, что его нижний придел находится выше "земных условий". В ядре Земли или на Солнце лоуренсий совершенно нормальный элемент и "чувствует себя" превосходно, и не рспадается. (...)
Какие силы заставляют распадаться нестабильные ядра, превращаться нейтроны в протоны и наоборот? Эти силы называются "слабыми" или слабым взаимодействием (в противовес сильному ядерному взаимодействию, удерживающему протоны и нейтроны в ядре) . Интенсивность распадов определяется константой слабого взаимодействия. Ну а совсем на фундаментальном уровне почему это происходит? Вероятно по тем же причинам, почему два разноименных заряда притягиваются друг к другу - так устроен наш мир. Можно копнуть чуть глубже - рассмотреть обменные взаимодействия (для электрических зарядов это будет обмен фотонами, для бета-распада - промежуточными векторными бозонами) , но причина существования этих взаимодействий понятнее не станет.
енто к физикам.
усе распадается и атомы тоже
Распад вызывается либо под действием внешних сил ( например ускоренного нейтрона ), либо под действием случайных причин - например спонтанного распада. Эт когда ядро элемента делится без видимых внешних причин. Это называется спонтанным распадом.
Принцип полураспада объяснять незачем. Это просто такая формула.
А принцип распада по-человечески... Внутри ядра нуклоны (протоны и нейтроны) постоянно движутся, превращаются друг в друга. Может произойти такая ситуация, когда они образуют ядро гелия, которое выталкивается из материнского ядра кулоновскими (электрическими) силами.
Процесс похож на кипение жидкости. Внутри образуется пузырёк пара, который устремляется к поверхности (всплывает) и в итоге отрывается от жидкости.
Кстати, существует капельная модель ядра, в которой примерно так и описвается этот процесс.
Это насчёт альфа-распада.
А деление ядра урана на два-три осколка (то, что используется в реакторах и бомбах) - примерно то же самое, но капля-ядро не выкипает, а разбивается на две-три капли поглощённым нейтроном.
Ещё можно посмотреть здесь .