کاربردهای عملیاتی رادیواکتیویته و تابش‌های هسته‌ای 4
- اتم؛ نوكليد و راديو نوكليد :
براي عناصر داراي بيشتر از يك گونه اتم، هر اتم داراي تعداد يكسان پروتون‌ها در هسته خود است .با وجود اين، اين واقعيت با كشف نوترون در سال 1932 توضيح داده شد، اين گونه‌هاي اتم‌ها در تعداد نوترون‌هاي هسته‌ها متفاوت هستند. اين اختلاف موجب اختلافي در جرم اتمي آنها شده ولي در واقع اثري در شيمي آنها ندارد . گونه‌هاي اتم‌ها كه متعلق به يك عنصر بوده ولي داراي جرم هسته‌اي و لذا وزن اتمي متفاوت هستند را ايزوتوپ )از كلمه يوناني و به معناي مكان يكسان (عنصر مورد نظر ناميده‌اند. تنها 20 عنصر وجود دارد كه داراي يك ايزوتوپ پايدار مثلاً فسفر است. اتم‌هاي ديگر عناصر داراي چندين ايزوتوپ هستند مثلا، قلع (Z=50) حاوي ده ايزوتوپ است. اوزان اتمي اين اتم‌ها ميانگين‌هاي وزن‌هاي ايزوتوپ‌هاي توزين شده مطابق با فراواني نسبي خود هستند. همانگونه كه انتظار مي‌رود، هيچ كدام از اين ميانگين‌ها عدد صحيح نيست.
- تبديلات جرم- انرژي و نيمه عمر شود.
- اين عدد عبارت است مجموع تعداد پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته
ويژگي ديگري از هسته، عدد جرمي آن است كه با A نشان داده می‌شودكه هر كدام از آنها با واحد جرمي بيان مي‌گردد. از جرم الكترون‌ها با توجه به اختلاف كوچك در جرم بين پروتون‌ها و نوترون‌ها صرف نظر مي‌شود .لذا عدد جرمي لزوماً عدد صحيحي خواهد بود. که با A=p+n=Z +n نشان داده مي‌شود چرا كهp=Z اين عدد در بالاي نشانه شيميايي عنصر بصورت A Z نوشته می‌شود. در رابطه با فسفر، اتم‌هاي آن هركدام داراي 15 پروتون و 16 نوترون است، يعنيA=16+15=31 که به صورت P31 نوشته مي‌شود ولي وزن اتمي آن برابر30/97 است كه قبلاً به آن توجه شد؛ اختلافي كه داراي اهميت بنيادي است. اندازه گيري‌هاي اوزان اتمي در حال حاضر نسبت به جرم ايزوتوپ كربن C12 که برابر12 واحد جرم اتمی(amu) در نظر گرفته می‌شود انجام مي‌پذيرد. انرژي معادل يك واحد جرم اتمي با بكاربردن معادله انيشتين (ژول)E=mc2 محاسبه می‌شود که m برحسب كيلوگرم و c تقريباً برابرm/s108× 3، سرعت نور در خلاء است. لذا مي‌توان نشان داد كه amu=931MeV1 بعنوان انرژي معادل آن است و الكترون ولت(eV) به صورت زير با ژول ارتباط دارد.
ev =1 / 602 ×1 –19J 1
منبع خبر: نام كتاب:كاربردهاي عملياتي راديواكتيويته و تابش‌هاي هسته‌اي
مترجمين: سيدپژمان شيرمردي – محمد قنادي مراغه