Строение вещества

В татье рассмотрены вопросы: Что такое радиация, причины возникновения радиации. Распад радиоактивных веществ. Строение атома, что такое протоны, нейтроны, электроны, изотопы, нуклиды.

Строение вещества

Все что мы видим вокруг, что нас окружает, состоит из крошечных кирпичиков - молекул, которые в свою очередь состоят из атомов. Атомы состоят из еще более мелких частиц - нейтронов, протонов, электронов. Одна молекула может содержать несколько различных атомов, количество и вид которых определяет химические и физические свойства вещества. Например, одна молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Структура любого атома похожа на миниатюрную модель солнечной системы, у которой в центре расположено ядро, состоящее из нейтронов и протонов, а вокруг ядра вращаются электроны. Каждый элемент атома имеет свой заряд: электрон - отрицательный; протон - положительный; нейтрон - нейтрален. В нормальном состоянии атом имеет нейтральный заряд, так как количество электронов и протонов всегда одинаковое.

От количества протонов в ядре атома зависит к какому химическому элементу относится сам атом. У одного и того же химического элемента в ядре атома может содержаться различное количество нейтронов. Например, атом водорода в своем ядре может содержать один или два протона, либо вообще не содержать протонов. При этом все три вида вещества будут относится к одному химическому элементу - водороду, но будут иметь разные физические свойства. Подобные элементы называются изотопами элемента. Группа изотопов одного элемента называется - нуклидами.

Значительная часть изотопов из-за своей сложной структуры и большого количества элементов в ядре атома, имеют не стабильную структуру и как следствие непродолжительное время существования. Если в ядре атома количество протонов и нейтронов сильно различается, то такой элемент является нестабильным. В результате одни элементы распадаются, образуя более простые элементы, а те в свою очередь так же могут распадаться на еще более простые и стабильные элементы. Данный процесс называется радиоактивным распадом вещества, а время, за которое часть вещества распадается, называется периодом полураспада вещества. Одни элементы могут оставаться стабильными миллиарды лет, другие могут существовать лишь тысячные доли секунды. Процесс распада в природе происходит по определённым цепочкам, от одного вещества к другому на протяжении всего существования материи.

Существует и обратный процесс, кода из более простых веществ, образуются более сложные вещества - данный процесс называется синтезом. Подобные процессы происходят в звездах и других небесных телах, в которых протекают активные термоядерные реакции. Например, в нашем солнце один из основных процессов, это слияние молекул водорода и образование из них молекул гелия.

Радиация

В процессе распада вещества или его синтеза происходит выброс элементов атома (протонов, нейтронов, электронов, фотонов), иначе можно сказать происходит излучение этих элементов. Подобное излучение называют - ионизирующее излучение или что чаще встречается радиоактивное излучение, или еще проще радиация. К ионизирующим излучениям относится так же рентгеновское и гамма излучение.

Радиоактивное излучение, сталкиваясь с материей, проникает в нее, начинает взаимодействовать с атомами и молекулами, вырывая электроны с внешних оболочек атомов, что приводит к изменению заряда атома.

Ионизация - это процесс образования положительно или отрицательно заряженных ионов или свободных электронов из нейтрально заряженных атомов или молекул.

Все элементарные частицы атома обладают огромной энергией и движутся с большими скоростями. В процессе радиоактивного (ионизирующего) излучения, излучаемые элементы сталкиваются с материей, встречающейся у нее на пути, и оказывают на нее мощное энергетическое воздействие. В этом и кроется основная опасность радиации как процесса или воздействия. Под воздействием радиации, как живая, так и не живая материя, может претерпевать значительные изменения, поглощая энергию излучения.

От того, какие элементы излучаются атомом вещества в виде радиации, зависит степень воздействия радиации на вещество.