Radionuklid

Z Enpedie
Přejít na: navigace, hledání

Obsah

Historie atomového jádra

Slovo nuklid pochází z latinského „nukleus“ a významem odpovídá slovu jádro v obecném pojetí (jádro buňky, jádro atomu). E. Rutherford (1911) vyslovil domněnku, že atom se skládá z jádra (nositele vlastností, náboje) a elektronového obalu. Později (1913) prokázal přítomnost kladného náboje jádře – protonu. Další výzkumy jader atomů vedly k objevu neutronů (J.Chadwick 1932). Holler a Pais (1941) navrhli pro protony a neutrony společné označení nukleony. N. Bohr definoval planetární model atomu (elektromy obíhají kolem jádra po eliptických drahách). Kvantově mechanický model atomu popsali - na základě výsledků výzkumu Louise de Broglie v oblasti vlnové teorie – E. Schrödinger (vlnová teorie pravděpodobnosti výskytu elektronu) a doplnil Heisenberg - elektron se s určitou pravděpodobností pohybuje („vlní se“) po eleptických drahách označované jako orbitaly.


Stavba atomu

Jádro atomu prvku a jeho jednoznačnou charakterizaci lze popsat třemi čísly:
Z – protonové číslo - udává počet protonů v jádře a odpovídá pořadí prvku v periodické tabulce, určuje chemické vlastnosti prvku
N – neutronové číslo – udává počet neutronů v jádře
A – nukleonové číslo – udává počet protonů a neutronů v jádře (A = Z+N)

Pro zápis specifikace atomu prvku (X) byla dohodnuta forma: AZ X, případně výjimečně i AZ X N

Nejjednodušší jádro má atom vodíku obsahující v jádře 1 proton, 0–2 neutrony a ekvivalentně kolem jádra obíhající jeden elektron ( 11 H, 21 H, 31 H ). Kombinací protonů a neutronů vznikají variace ve složení jader atomů.


Terminologie a vztahy mezi atomovými jádry

Prvek

Přestavuje soubor atomů se stejným protonovým číslem (Z).

Nuklidy

Představují soubory atomů se shodným protonovým a nuklidovým číslem.

Např.: 168 O

Izotopy

Soubory atomů se stejnými protonovými čísly, ale odlišným počtem neutronů v jádře.

Např.: 168 O, 178 O, 188 O

Izotopy vykazují stejné chemické vlastnosti a chemickými metodami je nelze vzájemně dělit. Fyzikální metody dělení jsou zpravidla založeny na rozdílnosti vlastností ve vazbě na hmotnosti izotopů (difuzi, pohyblivosti iontů, laserová ionizace atomů, chování v magnetické a elektrickém poli, apod.). Typickým příkladem je obohacování uranu jako paliva pro jaderné reaktory.

Izobary

Soubory atomů se shodnými nukleonovými čísly, ale s různými protonovými čísly.

Např.: 4018 Ar, 4019 Ar, 4020 Ar

Izotony

Soubory atomů se shodnými neutronovými čísly, ale s různými protonovými a nukleonovými čísly.

Např.: 2410 Ne, 2511 Ne, 2612 Ne

Izomery

Soubory atomů se shodnými protonovými, nukleonovými a neutronovými čísly, avšak s odlišnou konfigurací a energetickým stavem jádra.

Např.: 93m41 Nb, 9341 Nb, 99m43 Tc, 9943 Tc

Energetický bohatší izomer vykazuje nestabilitu jádra a s daným poločasem přeměny přechází do základního stavu. Přechod je doprovázen emisí záření gama nebo ionizací atomu.

Výskyt izotopů v přírodě

V přírodě se vyskytují prvky jak monoizotopické (94 Be, 199 Fe, 2311 Na, 2713 Al, 3115 P), tak především polyizotopické (např. 63 Li, 73 Li → 23492 U, 23592 U, 23892 U), nejvíce izotopů (11) má cín.

Obsah izotopu v prvku se charakterizuje:

a)zastoupením izotopu definovaným jako podíl počtu (hmotnosti) atomů zvoleného izotopu k celkovému počtu (hmotnosti) atomů všech izotopů ve směsi (prvku) a vyjadřuje se v %,

b) relativní hodnotou izotopového poměru (delta AX) vyjádřenou podílem množství těžkého ku lehkému izotopu, např. RC = 13C/12C v zhledem k definovanému referenčnímu materiálu (б=1000×((RC)v/RC)rm -1) a vyjadřuje se v promile (zvyklost v oblasti geochemie, paleontologie apod.).