Radioaktivitas adalah kemampuan inti atom untuk berubah menjadi inti lain dengan emisi spektrum partikel. Jika transformasi inti terjadi secara spontan (spontan), maka radioaktivitasnya disebut alami.
Jika peluruhan dilakukan secara artifisial, maka radioaktivitasnya adalah buatan.
Radioaktivitas ditemukan oleh fisikawan Perancis Becquerel pada tahun 1896, yang pertama kali mengamati emisi radiasi penetrasi dari uranium.
Pada tahun 1890 Rutherford dan Soddy menggunakan radioaktivitas alami 
(thorium), serta radioaktivitas unsur ringan, menyebabkan sejumlah pola.
I. Radioaktivitas alam disertai dengan tiga jenis radiasi.
1.
-radiasi mewakili aliran partikel bermuatan positif. Aliran inti 
.
3.
-radiasi – radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang pendek ~ sewa. sinar 
Å.
II. Radioaktivitas disebabkan oleh struktur internal inti dan tidak bergantung pada kondisi eksternal
Selain itu, peluruhan setiap inti tidak mempengaruhi peluruhan inti lainnya.
AKU AKU AKU. Zat radioaktif yang berbeda sangat bervariasi dalam jumlah radiasi radioaktif yang digunakan.
Zat radioaktif biasanya dicirikan oleh jumlah peluruhan per satuan waktu.
Aktivitas zat radioaktif
Ternyata jumlah peluruhan per detik adalah ~ jumlah total atom suatu zat radioaktif
- menunjukkan bahwa jumlah rad.at. berkurang
- konstanta radioaktivitas dan mencirikan aktivitas peluruhan suatu unsur
Setelah integrasi
- hukum peluruhan radioaktif (Rutherford)
- jumlah awal inti radioaktif
- jumlah inti yang tidak membusuk per m.v. T
Umur inti radioaktif biasanya ditandai dengan waktu paruh, yaitu jangka waktu dimana jumlah inti radioaktif akan berkurang setengahnya.
Berdasarkan definisi ini, mudah untuk menemukan hubungan antara waktu paruh dan konstanta peluruhan
umur rata-rata inti radioaktif ditentukan oleh ekspresi
setelah integrasi mudah diperoleh
, yaitu waktu paruh inti atom 
Dalam percobaan biasanya diukur aktivitas suatu zat, yaitu jumlah peluruhan inti dalam 1 detik.
Namun, unit non-sistemik yang paling sering digunakan
Ada inti dengan waktu paruh yang sangat panjang (Uranium 9500 tahun) dan ada inti dengan waktu paruh beberapa detik ( 
- 5730 tahun)
- peluruhan – peluruhan inti atom melalui emisi - partikel. Radioaktivitas jenis ini merupakan ciri khas unsur-unsur yang terletak di akhir tabel periodik. Saat ini, ada sekitar 40 penyebab alami dan lebih dari 100 penyebab buatan - penghasil emisi. Namun, semua elemen -peluruhan untuk Pv
yaitu, sebagai hasilnya -peluruhan, muatan inti berkurang 2 unit, dan A - sebesar 4
Kita mendapatkan 
- peluruhan mempunyai 2 ciri
1. Peluruhan energi konstan dan energi yang dipancarkan -partikel ternyata saling berhubungan dan mematuhi hukum Geiger Nettol
DI DALAM 1 Dan DI DALAM 2 – konstanta empiris
Hukum menunjukkan bahwa semakin pendek umurnya, semakin besar energi partikel α yang dipancarkan.
2. Energi
-partikel selama peluruhan dibatasi dalam batas sempit dari 
, yang secara signifikan lebih kecil dari energi itu
-partikel harus menerima setelahnya
-peluruhan selama percepatan medan listrik inti.
Energi -partikel ternyata kecil dibandingkan dengan penghalang potensial inti.
3. Struktur halus yang dipancarkan -partikel, yaitu, beberapa distribusi diamati dalam energi mendekati nilai rata-rata tertentu. Selain itu, distribusi ini bersifat diskrit.
Penangkapan elektronik
Meminjam energi dari nukleon lain.
-peluruhan dijelaskan hanya setelah selesainya konstruksi mekanika kuantum dan dijelaskan dari posisinya. Hal ini tidak sesuai dengan penafsiran klasik.
- potensi kedalaman sumur, potensi tinggi penghalang 30 M eV
Menurut mekanika klasik 
-partikel ( E
) tidak dapat mengatasi hambatan potensial.
Sudah ada satu di kernel 
-partikel yang bergerak di dalam inti dengan energi 
.
Jika tidak ada penghalang potensial, maka 
-partikel akan meninggalkan inti dengan energi
- energi yang akan dikeluarkannya untuk mengatasi gaya gravitasi di inti.
Namun, karena inti memiliki cangkang, yang menyebabkan peningkatan potensi penghalang sekitar 30 M eV (lihat diagram), maka 
-partikel dapat meninggalkan inti. Hanya dengan membocorkannya melalui suatu benda potensial. Menurut mekanika kuantum, partikel dengan sifat gelombang dapat menembus penghalang potensial tanpa mengeluarkan energi. Fenomena tersebut disebut efek terowongan
.
Aplikasi 
-pembusukan disebabkan oleh kemungkinan kebocoran 
-partikel yang melewati penghalang tergantung pada ukuran inti. Anda dapat memperkirakan ukuran inti atom dengan mengetahui energinya 
-partikel E
.
Pada pelajaran sebelumnya kita telah membahas masalah yang berkaitan dengan eksperimen Rutherford, sehingga kita sekarang mengetahui bahwa atom adalah model planet. Inilah yang disebut model atom planet. Di pusat inti terdapat inti masif yang bermuatan positif. Dan elektron berputar mengelilingi inti pada orbitnya.
Beras. 1. Model atom planet Rutherford
Frederick Soddy mengambil bagian dalam eksperimen bersama Rutherford. Soddy adalah seorang ahli kimia, jadi dia melakukan pekerjaannya dengan tepat dalam mengidentifikasi unsur-unsur yang diperoleh berdasarkan sifat kimianya. Soddy-lah yang berhasil menemukan apa itu partikel a, yang alirannya jatuh ke lempengan emas dalam eksperimen Rutherford. Ketika dilakukan pengukuran, ternyata massa suatu partikel a adalah 4 satuan massa atom, dan muatan suatu partikel a adalah 2 muatan dasar. Dengan membandingkan hal-hal ini, setelah mengumpulkan sejumlah partikel a, para ilmuwan menemukan bahwa partikel-partikel ini berubah menjadi unsur kimia - gas helium.
Sifat kimia helium diketahui, berkat Soddy yang berpendapat bahwa inti, yang merupakan partikel a, menangkap elektron dari luar dan berubah menjadi atom helium netral.
Selanjutnya, upaya utama para ilmuwan ditujukan untuk mempelajari inti atom. Menjadi jelas bahwa semua proses yang terjadi selama radiasi radioaktif tidak terjadi pada kulit elektron, bukan pada elektron yang mengelilingi inti, tetapi pada inti itu sendiri. Di dalam inti itulah beberapa transformasi terjadi, sebagai akibatnya unsur-unsur kimia baru terbentuk.
Rantai pertama diperoleh untuk mengubah unsur radium, yang digunakan dalam percobaan radioaktivitas, menjadi gas inert radon dengan emisi partikel a; reaksi dalam hal ini ditulis sebagai berikut:
Pertama, partikel a mempunyai 4 satuan massa atom dan muatan unsur ganda, dua kali lipat, dan muatannya positif. Radium memiliki nomor urut 88, nomor massa 226, dan radon memiliki nomor urut 86, nomor massa 222, dan muncul partikel a. Ini adalah inti atom helium. Dalam hal ini, kita cukup menulis helium. Nomor urut 2, nomor massa 4.
Reaksi yang mengakibatkan terbentuknya unsur kimia baru dan pada saat yang sama juga terbentuk radiasi baru dan unsur kimia lainnya disebut reaksi nuklir.
Ketika menjadi jelas bahwa proses radioaktif terjadi di dalam inti atom, mereka beralih ke unsur lain, bukan hanya radium. Mempelajari berbagai unsur kimia, para ilmuwan menyadari bahwa tidak hanya reaksi dengan emisi, radiasi partikel-a dari inti atom helium, tetapi juga reaksi nuklir lainnya. Misalnya reaksi dengan emisi partikel b. Kita sekarang tahu bahwa ini adalah elektron. Dalam hal ini juga terbentuk unsur kimia baru, masing-masing partikel baru, ini partikel b, juga elektron. Yang menarik dalam hal ini adalah semua unsur kimia yang nomor atomnya lebih besar dari 83.
Jadi, kita bisa merumuskan apa yang disebut Aturan Soddy, atau aturan perpindahan transformasi radioaktif:
. Selama peluruhan alfa, nomor atom suatu unsur berkurang 2 dan berat atom berkurang 4.
Beras. 2. Peluruhan alfa
Selama peluruhan beta, nomor atom bertambah 1, tetapi berat atom tidak berubah.
Beras. 3. Peluruhan beta
Daftar literatur tambahan
- Bronstein M.P. Atom dan elektron. "Perpustakaan" Kvant "". Jil. 1.M.: Nauka, 1980
- Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fisika: Buku teks untuk kelas 9 SMA. M.: “Pencerahan”
- Kitaygorodsky A.I. Fisika untuk semua orang. Foton dan inti. Buku 4.M.: Sains
- Myakishev G.Ya., Sinyakova A.Z. Fisika. Fisika kuantum optik. kelas 11: buku teks untuk studi fisika yang mendalam. M.: Bustard
- Rutherford E. Karya ilmiah terpilih. Radioaktivitas. M.: Sains
- Rutherford E. Karya ilmiah terpilih. Struktur atom dan transformasi unsur secara artifisial. M.: Sains
Ciri-ciri utama suatu atom adalah 2 angka:
1. nomor massa (A) – sama dengan jumlah proton dan neutron inti
2. nomor atom (Z) dalam tabel periodik unsur Mendeleev – sama dengan jumlah proton dalam inti, yaitu sesuai dengan muatan inti.
Jenis transformasi radioaktif ditentukan Jenis partikel yang dipancarkan selama peluruhan. Proses peluruhan radioaktif selalu bersifat eksotermik, yaitu melepaskan energi. Inti awal disebut inti induk (dalam diagram di bawah, dilambangkan dengan simbol X), dan inti yang dihasilkan setelah peluruhan disebut inti anak (dalam diagram, simbol Y).
Inti yang tidak stabil mengalami 4 jenis utama transformasi radioaktif:
A) Peluruhan alfa- terdiri dari fakta bahwa inti berat secara spontan memancarkan partikel alfa, yaitu ini adalah fenomena nuklir murni. Lebih dari 200 inti alfa aktif diketahui, hampir semuanya memiliki nomor seri lebih dari 83 (Am-241; Ra-226; Rn-222; U-238 dan 235; Th-232; Pu-239 dan 240) . Energi partikel alfa dari inti berat paling sering berkisar antara 4 hingga 9 MeV.
Contoh peluruhan alfa:
B) Transformasi beta– ini adalah proses intranukleon; Di dalam nukleus, satu nukleon meluruh, di mana terjadi restrukturisasi internal nukleus dan partikel-b (elektron, positron, neutrino, antineutrino) muncul. Contoh radionuklida yang mengalami transformasi beta: tritium (H-3); C-14; natrium radionuklida (Na-22, Na-24); radionuklida fosfor (P-30, P-32); radionuklida belerang (S-35, S-37); radionuklida kalium (K-40, K-44, K-45); Rb-87; radionuklida strontium (Sr-89, Sr-90); radionuklida yodium (I-125, I-129, I-131, I-134); radionuklida cesium (Cs-134, Cs-137).
Energi partikel beta bervariasi dalam rentang yang luas: dari 0 hingga Emax (energi total yang dilepaskan selama peluruhan) dan diukur dalam keV, MeV. Untuk inti identik, distribusi energi elektron yang dipancarkan adalah teratur dan disebut Spektrum elektronB-peluruhan, atau spektrum beta; Spektrum energi partikel beta dapat digunakan untuk mengidentifikasi unsur yang membusuk.
Salah satu contoh transformasi beta nukleon tunggal adalah Peluruhan neutron bebas(waktu paruh 11,7 menit):
Jenis transformasi beta inti:
1) peluruhan elektron: 
.
Contoh peluruhan elektron: ,
2) Peluruhan positron:
Contoh peluruhan positron: , 
3) Penangkapan elektronik(Penangkapan K, karena inti menyerap salah satu elektron pada kulit atom, biasanya dari kulit K): 
Contoh penangkapan elektronik: 
, 
DI DALAM) Transformasi gamma (transisi isomer)– fenomena intranuklir di mana, karena energi eksitasi, inti memancarkan kuantum gamma, berpindah ke keadaan yang lebih stabil; dalam hal ini nomor massa dan nomor atom tidak berubah. Spektrum radiasi gamma selalu diskrit. Sinar gamma yang dipancarkan oleh inti atom biasanya memiliki energi mulai dari puluhan keV hingga beberapa MeV. Contoh radionuklida yang mengalami transformasi gamma: Rb-81m; Cs-134m; CS-135m; Dalam-113m; Y-90m.
, di mana indeks “m” berarti keadaan inti yang metastabil.
Contoh transformasi gamma: 
G) Fisi nuklir spontan– mungkin untuk inti atom yang dimulai dengan nomor massa 232. Inti terbagi menjadi 2 bagian yang massanya sebanding. Pembelahan inti secara spontanlah yang membatasi kemungkinan memperoleh unsur transuranium baru. Energi nuklir menggunakan proses fisi inti berat ketika menangkap neutron:
Akibat fisi, terbentuklah fragmen dengan jumlah neutron berlebih, yang kemudian mengalami beberapa transformasi berturut-turut (biasanya peluruhan beta).
Pertanyaan.
1. Apa yang terjadi pada radium akibat peluruhan ?
Ketika radium Ra (logam) membusuk, ia berubah menjadi radon Ra (gas) dengan emisi partikel α.
2. Apa yang terjadi pada unsur kimia radioaktif akibat peluruhan α- atau β?
Selama peluruhan α- dan β, terjadi transformasi satu unsur kimia menjadi unsur lain.
3. Bagian atom manakah - inti atau kulit elektron - yang mengalami perubahan selama peluruhan radioaktif? Mengapa menurut Anda demikian?
Selama transformasi radioaktif, inti atom mengalami perubahan karena Inti atomlah yang menentukan sifat kimianya.
4. Tuliskan reaksi peluruhan α radium dan jelaskan arti setiap simbol dalam notasi ini.
5. Apa nama bilangan atas dan bawah yang muncul sebelum huruf penunjukan unsur tersebut?
Mereka disebut nomor massa dan muatan.
6. Berapakah nomor massanya? nomor tagihan?
Nomor massa sama dengan jumlah satuan massa atom suatu atom tertentu.
Jumlah muatan sama dengan jumlah muatan listrik dasar inti atom tertentu.
7. Dengan menggunakan contoh reaksi peluruhan a radium, jelaskan apa yang dimaksud dengan hukum kekekalan muatan (bilangan muatan) dan nomor massa.
Hukum kekekalan nomor massa dan muatan menyatakan bahwa selama transformasi radioaktif, nilai jumlah nomor massa atom dan jumlah muatan semua partikel yang berpartisipasi dalam transformasi adalah nilai konstan.
8. Kesimpulan apa yang didapat dari penemuan Rutherford dan Soddy?
Disimpulkan bahwa inti atom mempunyai komposisi yang kompleks.
9. Apa itu radioaktivitas?
Radioaktivitas adalah kemampuan beberapa inti atom untuk secara spontan berubah menjadi inti lain dengan memancarkan partikel.
Latihan.
1. Tentukan massa (dalam sma yang akurat hingga bilangan bulat) dan muatan (dalam muatan dasar) inti atom unsur-unsur berikut: karbon 12 6 C; litium 6 3 Li; kalsium 40 20 Ca.
2. Berapa jumlah elektron yang terkandung dalam atom setiap unsur kimia yang tercantum pada soal sebelumnya?
3. Tentukan (dalam bilangan bulat) berapa kali massa inti atom litium 6 3 Li lebih besar dari massa inti atom hidrogen 1 1 H.
4. Untuk inti atom berilium 9 4 Be, tentukan: a) nomor massa; b) massa inti di a. e.m. (akurat hingga bilangan bulat); c) berapa kali massa inti lebih besar dari 1/12 massa atom karbon 12 6 C (akurat ke bilangan bulat): d) nomor muatan; e) muatan inti dalam muatan listrik dasar; f) jumlah muatan seluruh elektron dalam suatu atom dalam muatan listrik dasar; g) jumlah elektron dalam suatu atom.
.jpg)
5. Dengan menggunakan hukum kekekalan nomor massa dan muatan, tentukan nomor massa dan muatan inti unsur kimia X yang terbentuk dari reaksi peluruhan β berikut:
14 6 C → X + 0 -1 e,
dimana 0 -1 e adalah partikel β (elektron). Temukan elemen ini dalam tabel D.I. Disebut apakah itu?Untuk menjawab pertanyaan ini pada awal abad ke-20. itu tidak mudah. Pada awal penelitian radioaktivitas, banyak hal aneh dan tidak biasa ditemukan.
Pertama Yang mengejutkan adalah konsistensi unsur radioaktif uranium, thorium, dan radium yang memancarkan radiasi. Selama berhari-hari, berbulan-bulan, bahkan bertahun-tahun, intensitas radiasi tidak berubah secara nyata. Ia tidak terpengaruh oleh pengaruh biasa seperti panas dan peningkatan tekanan. Reaksi kimia yang memasukkan zat radioaktif juga tidak mempengaruhi intensitas radiasi.
Kedua , segera setelah ditemukannya radioaktivitas, menjadi jelas bahwa radioaktivitas disertai dengan pelepasan energi. Pierre Curie menempatkan ampul radium klorida dalam kalorimeter. -, - dan - sinar diserap di dalamnya, dan karena energinya kalorimeter dipanaskan. Curie menetapkan bahwa radium dengan berat 1 g melepaskan energi yang kira-kira sama dengan 582 J dalam 1 jam. Dan energi tersebut dilepaskan terus menerus selama bertahun-tahun!
Dari manakah energi itu berasal, yang pelepasannya tidak dipengaruhi oleh semua pengaruh yang diketahui? Rupanya, selama radioaktivitas, suatu zat mengalami beberapa perubahan besar, yang sangat berbeda dari transformasi kimia biasa. Diasumsikan bahwa atom-atom itu sendiri mengalami transformasi. Sekarang gagasan ini mungkin tidak terlalu mengejutkan, karena seorang anak dapat mendengarnya bahkan sebelum dia belajar membaca. Namun pada awal abad ke-20. rasanya luar biasa, dan butuh keberanian besar untuk berani mengungkapkannya. Saat itu, bukti tak terbantahkan tentang keberadaan atom baru saja diperoleh. Gagasan Democritus tentang struktur atom materi akhirnya berhasil. Dan segera setelah ini, kekekalan atom akan dipertanyakan.
Kami tidak akan membicarakan secara rinci tentang eksperimen-eksperimen yang pada akhirnya menghasilkan keyakinan penuh bahwa selama peluruhan radioaktif terjadi rantai transformasi atom yang berurutan. Mari kita membahas eksperimen pertama yang dimulai oleh Rutherford dan dilanjutkan olehnya bersama ahli kimia Inggris F. Soddy.
Rutherford menemukan bahwa aktivitas thorium, yang didefinisikan sebagai jumlah -partikel yang dipancarkan per satuan waktu, tetap tidak berubah dalam ampul tertutup. Jika sediaan kemudian ditiup dengan arus udara yang sangat lemah sekalipun, aktivitas thorium akan sangat menurun. Ilmuwan menyarankan bahwa, bersamaan dengan -partikel, thorium mengeluarkan sejenis gas radioaktif.
Dengan menyedot udara dari ampul yang mengandung thorium, Rutherford mengisolasi gas radioaktif dan memeriksa kemampuan pengionnya. Ternyata aktivitas gas ini (berbeda dengan aktivitas thorium, uranium, dan radium) menurun dengan sangat cepat seiring berjalannya waktu. Setiap menit aktivitasnya berkurang setengahnya, dan setelah sepuluh menit aktivitasnya hampir sama dengan nol. Soddy mempelajari sifat kimia gas ini dan menemukan bahwa gas tersebut tidak mengalami reaksi apa pun, yaitu gas inert. Selanjutnya, gas ini disebut radon dan ditempatkan dalam tabel periodik D. I. Mendeleev dengan nomor urut 86.
Unsur radioaktif lainnya juga mengalami transformasi: uranium, aktinium, radium. Kesimpulan umum yang dibuat para ilmuwan dirumuskan secara akurat oleh Rutherford: “Atom-atom zat radioaktif dapat mengalami modifikasi spontan. Setiap saat, sebagian kecil dari jumlah atom menjadi tidak stabil dan hancur secara eksplosif. Dalam sebagian besar kasus, sebuah fragmen atom - sebuah partikel - dikeluarkan dengan kecepatan luar biasa. Dalam beberapa kasus lain, ledakan disertai dengan pelepasan elektron yang cepat dan munculnya sinar, yang, seperti sinar-X, memiliki daya tembus yang besar dan disebut -radiasi.
Ditemukan bahwa sebagai hasil transformasi atom, suatu zat terbentuk dari jenis yang sama sekali baru, yang sifat fisik dan kimianya sangat berbeda dari zat aslinya. Namun zat baru ini juga tidak stabil dan mengalami transformasi dengan emisi karakteristik radiasi radioaktif 2.
Oleh karena itu, sudah diketahui dengan pasti bahwa atom-atom unsur tertentu dapat mengalami peluruhan spontan, yang disertai dengan pelepasan energi dalam jumlah yang sangat besar dibandingkan dengan energi yang dibebaskan melalui modifikasi molekuler biasa.”
1 Dari kata latin spontaneus self-roiapolis.
2 Faktanya, inti stabil juga dapat terbentuk.
Setelah inti atom ditemukan, segera menjadi jelas bahwa inti atom inilah yang mengalami perubahan selama transformasi radioaktif. Lagi pula, tidak ada partikel - di kulit elektron sama sekali, dan pengurangan jumlah elektron kulit sebanyak satu mengubah atom menjadi ion, dan bukan menjadi unsur kimia baru. Pelepasan elektron dari inti mengubah muatan inti (menambahnya) sebesar satu.
Jadi, radioaktivitas adalah transformasi spontan suatu inti menjadi inti lainnya, disertai dengan emisi berbagai partikel.
Aturan offset. Transformasi nuklir mematuhi apa yang disebut aturan perpindahan, yang pertama kali dirumuskan oleh Soddy: selama peluruhan -, inti kehilangan muatan positifnya 2e dan massanya berkurang sekitar empat satuan massa atom. Akibatnya, unsur tersebut bergeser dua sel ke awal tabel periodik. Secara simbolis dapat ditulis seperti ini:
Di sini, unsur dilambangkan, seperti dalam kimia, dengan simbol-simbol yang berlaku umum: muatan inti ditulis sebagai indeks di kiri bawah simbol, dan massa atom ditulis sebagai indeks di kiri atas simbol. Misalnya, hidrogen dilambangkan dengan simbol. Untuk -partikel, yang merupakan inti atom helium, digunakan sebutan dll. Selama peluruhan -, sebuah elektron dipancarkan dari inti. Akibatnya, muatan inti bertambah satu, tetapi massanya hampir tidak berubah:
Di sini ia menunjukkan sebuah elektron: indeks 0 di atas berarti massanya sangat kecil dibandingkan dengan satuan massa atom; antineutrino elektron adalah partikel netral dengan massa yang sangat kecil (mungkin nol), yang membawa sebagian darinya energi selama peluruhan. Pembentukan antineutrino disertai dengan peluruhan inti apa pun, dan partikel ini sering kali tidak ditunjukkan dalam persamaan reaksi terkait.
Setelah peluruhan -, unsur berpindah satu sel lebih dekat ke akhir tabel periodik. Radiasi gamma tidak disertai perubahan muatan; perubahan massa inti dapat diabaikan.
Menurut aturan perpindahan, selama peluruhan radioaktif, muatan listrik total kekal dan massa atom relatif inti kira-kira kekal.
Inti baru yang terbentuk selama peluruhan radioaktif juga dapat menjadi radioaktif dan mengalami transformasi lebih lanjut.
Selama peluruhan radioaktif, inti atom berubah.
Hukum konservasi manakah yang Anda tahu benar selama peluruhan radioaktif?
