نمایش پرتوهای رادیو اکتیو در میدان الکتریکی

تصاویر متحرک ، نمایش پرتوهای رادیو اکتیو در میدان الکتریکی

آزمایش رادرفورد

تصاویر متحرک مربوط به آزمایش رادرفورد ، بمباران ورقه ی نازک طلاتوسط پرتو پر انرژی آلفا. 

چگونه طیف نشری خطی ایجاد میشود

تصاویر متحرک ، چگونگی ایجاد طبف خطی نشری در اتم هیدروژن  را نشان می دهد.

چگونه ساختار اوربیتالهای هیبرید شده ایجاد میشود

تصاویر متحرک مربوط به چگونگی ایجاد اوربیتالهای هیبرید شده  را نشان داده و زاویه ی پیوندی و شکا ملکول را نسبت یه هیبرید اتم مرکزی نشان می دهد.

واکنشهای شکافت هسته‌ای

واکنشهای شکافت هسته‌ای

در واکنشهای شکافت هسته‌ای مقادیر زیادی نیز انرژی آزاد می‌گردد (در حدود 200Mev)، اما مسئله مهمتر اینکه نتیجه شکستن هسته ²³⁵U ، آزادی دو نوترون است که می‌تواند دو هسته دیگر را شکسته و چهار نوترون را بوجود آورد. این چهار نوترون نیز چهار هسته ²³⁵U را می‌شکند. چهار هسته شکسته شده تولید هشت نوترون می‌کنند که قادر به شکستن همین تعداد هسته اورانیوم می‌باشند. سپس شکست هسته‌ای و آزاد شدن نوترونها بصورت زنجیروار به سرعت تکثیر و توسعه می‌یابد. در هر دوره تعداد نوترونها دو برابر می‌شود، در یک لحظه واکنش زنجیری خود بخودی شکست هسته‌ای شروع می‌گردد. در واکنشهای کنترل شده هسته‌ای تعداد شکست در واحد زمان و نیز مقدار انرژی بتدریج افزایش یافته و پس از رسیدن به مقداری دلخواه ثابت نگهداشته می‌شود.

انرژی شکافت هسته‌ای

کشف انرژی هسته‌ای در جریان جنگ جهانی دوم صورت گرفت و اکنون برای شبکه برق بسیاری از کشورها هزاران کیلو وات تهیه می کند (نیرو گاه هسته ای). بحران انرژی بر اثر بالارفتن قیمت نفت در سال 1973 استفاده از انرژی شکافت هسته‌ای بیشتر وارد صحنه کرد. در حال حاضر ممالک اروپایی انرژی هسته‌ای را تنها انرژی می‌داند. که می‌تواند در اکثر موارد جایگزین نفت شود. استفاده از انرژی شکافت هسته‌ای که بر روی یک ماده قابل احتراق کانی که بصورت محدود پایه گذاری می‌شود. برای سایر کشورها خطرات بسیار دارد در حال حاضر تولید الکتریسته با استفاده از شکافت هسته‌ای کنترل شده به میزان زیادی توسعه یافته و مورد قبول واقع شده است. تولید انرژی هسته‌ای در کشورهای توسعه یافته بخش مهمی از طرح انرژی ملی را تشکیل می‌دهد.

انرژی بستگی هسته‌ای

می‌توان تصور کرد که جرم هسته ، M ، با جمع کردن Z (تعداد پروتونها) ضربدر جرم پروتون و N تعداد نوترونها ضربدر جرم نوترون بدست می‌آید.

M = Z×M_p + N×M_n

از طرف دیگر M همیشه کمتر از مجموع جرمهای تشکیل دهنده‌های منزوی هسته است. این اختلاف به توسط فرمول انیشتین توضیح داده می‌شود که رابطه بین جرم و انرژی هم ارزی جرم و انرژی را برقرار می‌سازد. اگر یک دستگاه مادی دارای جرم باشد در این صورت دارای انرژی کلی E است. E = M C² که در آن C سرعت نور در خلا و M جرم کل هسته مرکب از نوکلئونها و E مقدار انرژیی است که در اثر فروپاشی جرم M تولید می‌شود. بنابر این اصول انرژی هسته‌ای بر آزاد سازی انرژی پیوندی هسته استوار است. هر سیستمی که دارای انرژی پیوندی بیشتر باشد پایدار می‌باشد. در واقع جرم مفقود شده در واکنشهای هسته‌ای طبق فرمول E = M C² به انرژی تبدیل می‌شود. پس انرژی بستگی اختلاف جرم هسته و جرم نوکلئونهای تشکیل دهنده آن است، که معرف کاری است که باید انجام شود تا نوکلئونها از هم جدا شوند.

چند لینک مناسب از مدل اوربیتالی برای شیمی 2

 

المپیادهای علمی ایران 

اوربیتال الکترونی (ویکی پدیا)

 درخت المپیاد شیمی

..........................

سری ترجمه شده لینکها

برای دیدن شکل اوربیتال ها اینجا را کلیک کنید.

 

شکل اوربیتال 1s    

  شکل اوربیتال2p

شکل اوربیتال 3d

شکل اوربیتال 4f

شکل اوربیتال 5g

.........................

سری لینکهای سایتهای مناسب به زبان انگلیسی

برای دیدن شکل اوربیتال ها اینجا را کلیک کنید.

شکل اوربیتال 1s    

  شکل اوربیتال2p

شکل اوربیتال 3d

شکل اوربیتال 4f

شکل اوربیتال 5g

 

 ساختار اتم       

ATOMIC ORBITALS

ELECTRONIC STRUCTURES

نظریه اتمی

نظریه اتمی

 

 در این مقاله سعی شده تا داستان تکامل نظریه اتمی و در نهایت نظریه های اتمی مدرن و تحقیقات انجام گرفته در این زمینه را به طور مختصر مورد بررسی قرار داده شود. که برای دانش آموزان و دانشجویان علاقمند به شیمی، فيزيك و مباحث مربوط به اتم مي تواند قابل بوده و همچنين براي افرادي كه در مورد تاريخچه كشف اتم مي خواهند به تحقيق به پردازند مورد استفاده قرار گيرد. در ضمن متذكر مي شود كه نويسنده مقاله در حال نگارش كتابي در همين زمينه مي باشد كه به طور مفصل به شرح تاريخچه اتم پرداخته و مي تواند مرجع كاملي در اين زمينه باشد. 

 

- نظريه اتمي در عهد عتيق:

داستان اتم داراي فراز و نشيب هاي بسياري مي باشد كه دانستن آن بسيار جالب و آموزنده است. گفته مي شود براي اولين بار لوسيپوس  leucippus ايده تشكيل مواد از ذرات بي نهايت ريز را مطرح ساخته است. او در شهر آبدرا در يونان نظريات خود را به ديگران آموزش مي داد. معتقد بود مواد را مي توان با بريدن، شكستن و... مي توان به ذرات كوچكتر و كوچكتري تقسيم نمود. ولي در يك جايي اين تقسيمات پايان مي يابد و به ذره اي مي رسيم كه ديگر قابل تقسيم نخواهد.

 لوسيپوس شاگردي داشت به نام دموكريتوس كه به نظريه استاد علاقمند شده و سعي در گسترش آن نمود. وي سفرهاي بسياري نمود و رساله هاي زيادي نوشت،‌كه بر اثر مرور زمان رساله هايش از بين رفتند.

دموكريتوس Democritus  كه حدود ۴۰۰ سال قبل از ميلاد مي زيست معتقد بود كه جهان از اتم و فضاي خالي تشكيل شده است و اتم ها ذرات غير قابل تجزيه هستند و تقسيم ناپذيرند. توجه شود كه اتم نام خود را نيز از همين تجزيه ناپذيريش كسب كرده است.(A علامت نفي بوده و tom به معناي قابل تجزيه مي باشد.)

 

 نظريات لوسيپوس و دموكريتوس توسط افرادي چون اپيكوروس Epicurus و لوكريتوس Lucretius به آينده راه يافت به طوريكه ملاصدرا در ايران اقدام به تكميل نظريه اتمي و استفاده از ان در فلسفه و تمثيل نمود.

 

- بازگشت به نظريه اتمي در عصر جديد :

در سال ۱۷۸۰ ميلادي لاوازيه Lavoisier با كشف قانون بقاي جرم كه مي گفت : " جرم كلي مواد در واكنش شيميايي تغيير نمي يابد و جرم مواد اوليه با جرم محصولات برابر است." يك گام جديد در توسعه نظريه اتمي به پيش رفت.

در سال ۱۷۹۷ پروست Proust فرانسوي قانون نسبتهاي معين را پيشنهاد نمود كه مي گفت" در يك تركيب شيميايي نسبت وزني عناصر به يكديگر مقداري ثابت است."  يعني 1 گرم هيدروژن با 8 گرم اكسيژن تركيب مي شود.

جان دالتون John Dalton معلم انگليسي در سال ۱۸۰۸ با استفاده از نظريات لاوزيه و پروست و همچنين مطالعه نظريات گذشتگان نظريه مدرن اتمي خود را به شرح زير بيان داشت:

۱- ماده از ذره هاي تجزيه ناپذيري به نام اتم تشكيل شده است.

۲- همه اتم هاي يك عنصر از لحاظ فعاليت هاي شيميايي مشابه يكديگرند.

۳- همه اتمهاي يك عنصر جرم هاي كاملاً يكسان دارند.

۴- اتمها نه به وجود مي آيند و نه از بين مي روند.

۵- اتم هاي عناصر مختلف به هم پيوسته و اتم هاي مركب به وجود مي آورند.

۶- در هر مولكول از يك تركيب معين، همواره نوع و تعداد اتمهاي سازنده يكسان است.

۷- واكنش هاي شيميايي شامل جا به جايي يا تغيير در شيوه اتصال آنهاست و اتمها طي اين واكنش ها تغييري نمي كنند.

 

- چالش هاي نظريه اتمي دالتون :

هرچند كه در زمان هاي آينده اكثر بندهاي نظريه اتمي دالتون نقض شد ولي در زمان خود اين نظريه به دليل اينكه توانست پديدهاي زيادي را توجيه نمايد از مقبوليت زيادي برخوردار گرديد.

گيلوساك Gay lussac فرانسوي در سال ۱۸۰۹ ميلادي قانوني را در مورد واكنش گازها پيشنهاد نمود كه در نگاه اول با نظريه اتمي دالتون تضاد داشت. نظريه گيلوساك به شرح زير مي باشد:

" هميشه نسبت ساده اي بين حجم گازهاي شركت كننده در واكنش برقرار است. مثلاً دوحجم گاز هيدروژن با يك حجم گاز اكسيژن تركيب شده و دو حجم بخار آب ايجاد مي نمايد."

اگر نسبت ساده ۲ به ۱ ميان گازهاي هيدروژن و اكسيژن را درست فرض كنيم. پس بايستي نسبت ساده ۲ به ۱ بين ذرات اين دو گاز نيز برقرار باشد. با توجه به اينكه دالتون كوچكترين ذرات هر عنصر گازي شكل را اتمهاي منفرد مي پنداشت در مورد اين آزمايش وي مي گفت: " بايد دو اتم هيدروژن با يك اتم اكسيژن واكنش داده و دو اتم آب به وجود آورد، يعني يك اتم اكسيژن بايد به دو نيم تقسيم شود كه امكان پذير نيست.

آووگادرو Avogadro در سال ۱۸۱۱ ميلادي با آزمايش هاي خود به نتايجي رسيد كه اين تضاد را رفع نمود. نتايج آزمايش آوگادرو به اين شرح است:

۱- ذرات گازهايي مانند هيدروژن، اكسيژن، نيتروژن، كلر و ... به صورت دو اتمي است نه تك اتمي.

۲- حجمهاي يكسان از گازها در شرايط مشابه از لحاظ دما و فشار داراي تعداد مساوي مولكول هستند.

قانون دوم، بعدها به قانون آووگادرو معروف شد.

در اين حالت داريم كه دو مولكول دو اتمي هيدروژن با يك مولكول دو اتمي اكسيژن تركيب مي شود كه هر اتم اكسيژن با دو اتم هيدروژن تركيب شده و يك مولكول سه اتمي به وجود مي آيد.

آوگادرو بعد از رفع اين تناقض نوشت:

" ديگر ناگزير نيستيم كه مانند دالتون آشتفه خاطر شويم و از خود بپرسيم كه چگونه مي توان يك اتم را به دو نيم تقسيم كرد؟ در اينجا O₂ نه O. "

 

- اشعه كاتدي و نظريه اتمي :

بعدها با كشف اشعه كاتدي و آزمايش هاي انجام شده بر روي آن و با توجه به اینکه اين آزمایشات نشان دهنده وجود ذره ای کوچکتر از اتم با بار منفی هستند، بنابراين نظريه اتمي دالتون به چالش بزرگي كشانده شده است، اما درعلم براي اثبات وجود يك ذره  بايد مختصات آن ذره يعني جرم و مقدار بار آن تعيين گردد.

 

- تعيين مختصات الكترون :

ژوزف جان تامسون Joseph John Thomson  دانشمند انگليسي تبار با ارائه دو آزمايش كه به آزمايش هاي اول و دوم تامسون معروف هستند، توانست مقدار e/m يك الكترون اندازه گيري نمايد. آزمايش هاي تامسون به شرح زير است:

 

1- آزمايش اول تامسون:

نتيجه اي كه از آزمايش اول تامسون  بدست آمد، رابطه بين e/m را با داده هاي قابل اندازه گيري نشان مي دهد.

 e/m = 2Q/ r²H²q

۲- آزمايش دوم تامسون:

لازم بود براي تأييد نتايج آزمايش اول آزمايش جديدي طراحي گردد كه در صورت انطباق نتايج با هم قطعيت آن پذيرفته شود.

نتايج به دست آمده از آزمايشات تامسون عبارتند از:

۱. سرعت الكترون حدوداً ۰.۱ سرعت نور مي باشد.

۲. مقدار e/m بدست آمده براي الكترون برابر است با  10⁸*1.76 كولن بر گرم است، كه حدود ۲۰۰۰ برابر  e/m بدست آمده براي يون ⁺H است.

 

تامسون با توجه به مطالب فوق به اين نتيجه رسيد كه اولا" نظريه دالتون مبني بر تجزيه ناپذير بودن اتم ديگر بايستي ترد گردد و ثانياً جرم الكترون و بار آن بايستي بسيار بزرگتر از جرم و بار يون هيدروژن باشد. و بر اين اساس مدل اتمي خود را كه اولين مدل اتمي نيز بود به شرح زير مطرح ساخت:

 

- مدل اتمی تامسون:

 ۱- الکترون ها که ذاراتی با بار منفی هستند درون فضای کروی شکل ابر گونه ای با بار الکتریکی مثبت پراکنده اند.

۲- اتمها در مجموع خنثی هستند، بنابراين مقدار بار مثبت فضاي كروي ابرگونه با مجموع بار الكترونها برابر است.

۳- اين ابر كروي جرمي ندارد و جرم اتم به تعداد الكترونهاي آن بستگي دارد.

۴- جرم زياد اتم از وجود تعداد زيادي الكترون در آن ناشي مي شود.

 

 

اين مدل به مدل كيك كشمشي يا هندوانه اي تامسون معروف گرديد.

 

 

- اندازه گیری بار الکترون توسط میلیکان:

رابرت میلیکان دانشمند امریکایی طی یک آزمایش هوشمندانه توانست یکی از کمیت های بسیار مهم الکترون یعنی مقدار بار الکتریکی آن را اندازه گیری نماید. بعد از اندازه گیری بار الکترون توسط میلیکان با توجه به آزمایشات تامسون اندازه گیری جرم الکترون نیز میسر گردید. که این دو کمیت برابرند با : 

 e=1.6*10^-19c   ,    m = 9.1*10^-28g

- اشعه مثبت يا اشعه آندي:

يوجين گلد اشتاين در سال ۱۸۸۶ ميلادي مشاهده نمود كه وقتي در دستگاه اشعه كاتدي به جاي كاند از يك صفحه سوراخدار استفاده مي شود. يك دسته شعاع نوراني در پشت آند ظاهر مي شود كه رنگ آن به جنس گاز درون وابسته بوده و مانند نوري است كه در فشار ۰.۰۱ اتمسفر در لوله اشعه كاتدي ظاهر مي شود. 

 

- اشعه X يا اشعه مجهول :

وقتي دستگاه اشعه كاتدي شروع به كار مي كند و آند توسط الكترونه بمباران مي شود، اشعه ناشناسي با قدرت نفوذ بالا ايجاد مي گردد كه مي تواند از جداره سخت لوله شيشه اي عبور نمايد. اين اشعه به دليل نامرئي بودنش و قدرت نفوذ بالاي آن در ابتدا از چشم دانشمندان دور ماند. ولي در سال 1895 ويلهلم رونتگن آلماني (Wilholm Konrad Rontegen ) مشاهده كرد كه وقتي دستگاه اشعه كاتدي مشغول به كار است، مواد فلوئورسانسي كه در يك گوشه نسبتاً دوري قرار دارند، شروع به درخشيدن مي نمايند. همين مشاهده كافي بود تا ذهن خلاق رونتگن پرده از يك كشف بزرگ بردارد.

 او با اعلام كشف اشعه ناشناس به بررسي ويژگي هاي اين اشعه پرداخت. يكي از اولين عكس هايي كه توسط اشعه X تهيه شده بود را از دست چپ همسر رونتگن بود كه حلقه ازدواجشان در آن به وضوح نمايان است.

 بعد از بررسي هايي كه بر روي اشعه X انجام شد نتايج زير به دست آمد:

۱- اين اشعه در ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي منحرف نمي شود.

۲- خواص آن شبيه امواج نوراني است، يعني با يك اشعه الكترومغناطيس ولي با طول موج بسيار كم سروكار داريم.

۳- قابليت نفوذ اين اشعه بسيار زياد است. حتي بيشتر از اشعه كاتدي.

امروزه از اشعه X در علوم بسیاری از جمله علوم پزشکی براي عكس برداري از بافتهاي دروني بدن، ستاره شناسي براي بررسي پديده هاي سماوي و شيمي براي بررسي ساختمان بلورها و در ساير زمينه هاي علوم نيز استفاده هاي مكررمي شود. 

 

 پس از اندازه گیری طول موج اشعه X مشخص شد كه اشعه هاي گوناگوني با طول موج هاي متفاوتي وجود دارند كه همه آنها متعلق به خانواده اشعه X هستند.

هنري موزلي (Henry Gwyn Jeffreys Moseley ) با آزمايش هايي كه بر روي اشعه X انجام داد پي برد كه طول موج اشعه توليد شده به جنس آند يا فلزي كه در مقابل اشعه كاتدي قرار مي گيرد بستگي دارد. وي طول موج اشعه X را روي محور افقي و جرم اتمي را كه در آن زمان نشان دهنده موقعيت عناصر در جدول تناوبي بود را روي محور عمودي وارد كرد كه نموداری بدست آورد. از نمودار به دست آمده چنین نتیجه گیری شد که:

۱- با زیاد شدن جرم اتمی طول موج اشعه X توليد شده كمتر مي شود.

2- جاي يك عنصر بين كلسيم و تيتيانيوم خالي است.

3- برنج عنصر نبوده و آلياژي از مس و روي مي باشد.

نتايج به دست آمده در بالا جالب بودند ولي قانع كننده نبودند.

بنابراين نموداري بر مبناي ريشه دوم فركانس اشعه X توليده براساس شماره عنصر در جدول تناوبي رسم گرديد. لازم به ذكر است كه اين تابع يك تابع خطي است.

v = a²(z - b)²

كه در اين فرمول z همان شماره عنصر، v فركانس اشعه X بوده و مابقي فاكتورها ثابت هاي فيزيكي هستند.

مطالعات بعدي موزلي نشان داد كه z همان عده بارهاي مثبت در اتم است. كه آنرا عدد اتمي ناميدند. از آن زمان به بعد شماره اتمها در جدول تناوبي مبناي علمي يافت.بنابراين عنصري كه جاي آن در جدول تناوبي خالي بود بايد عنصري با عدد اتمي 21 باشد.

 

فیزیک هسته ای

فیزیک هسته ای

 

در جهان همه چیز از اتم ساخته شده است. اتمهای مختلف در کنار هم قرار می گیرند و مولکولهای مختلف را تشکیل می دهند. هر اتمی که در طبیعت پیدا می شود، یکی از 92 نوع اتمی است که به نام عناصر طبیعی شناخته شده اند؛ پس هر چه روی زمین وجود دارد، از فلز، پلاستیک،لباس، شیشه گرفته تا  مو و غیره، همه ترکیباتی از 92 عنصر طبیعی هستند. جدول تناوبی عناصر، فهرست عناصری است که می توان در طبیعت پیدا کرد به اضافه عناصری که به دست بشر ساخته شده است.


درون هر اتم می توان سه ذره ریز  پیدا کرد: پروتون، نوترون و الکترون.
پروتونها در کنار هم قرار می گیرند و هسته اتم را تشکیل می دهند، در حالی که الکترونها به دور هسته می چرخند. پروتون بار الکتریکی مثبت و الکترون بار الکتریکی منفی دارد و از آنجا که بارهای مخالف ، یکدیگر را جذب می کنند، پروتون و الکترون هم یکدیگر را جذب می کنند و همین نیرو، سبب پایدار ماندن الکترونها در حرکت به دور هسته می گردد. در اغلب حالت ها تعداد پروتونها و الکترونهای درون اتم یکسان است، بنابراین اتم درحالت عادی و طبیعی خنثی است.
نوترون، بار خنثی دارد و وظیفه اش در هسته، کنار هم نگاه داشتن پروتونهای هم بار است.می دانیم که ذرات با بار یکسان یکدیگر را دفع می کنند .در نتیجه وظیفه نوترونها این است که با فراهم آوردن شرایط بهتر، پروتونها را کنار هم نگاه دارند. ( این کار توسط نیروی هسته ای قوی صورت می گیرد )


تعداد پروتونهای هسته نوع اتم را مشخص می کند. برای مثال اگر 13 پروتون و 14 نوترون، یک هسته را تشکیل دهند و 13 الکترون هم به دور آن بچرخند، یک اتم آلومینیوم خواهید داشت و اگر یک میلیون میلیارد میلیارد اتم آلومینیوم را در کنار هم قرار دهید، آنگاه نزدیک به پنجاه گرم آلومینیوم خواهید داشت! همه آلومینیوم هایی که در طبیعت یافت می شوند، AL27  یا آلومینیوم 27 نامیده می شوند. عدد 27 نشان دهنده جرم اتمی است که مجموع تعداد پروتونها و نوترونهای هسته را نشان می دهد.
اگر یک اتم آلومینیوم را درون یک بطری قرار دهید و میلیونها سال بعد برگردید، باز هم همان اتم آلومینیوم را خواهید یافت. بنابراین آلومینیوم 27 یک اتم پایدار نامیده می شود.
بسیاری از اتمها در شکل های مختلفی وجود دارند. مثلاً مس دو شکل دارد: مس 63 که 70 درصد کل مس موجود در طبیعت است و مس 65 که 30 درصد بقیه را تشکیل می دهد. شکل های مختلف اتم، ایزوتوپ نامیده می شوند. هر دو اتم مس 63 و مس 65 دارای 29 پروتون هستند، ولی مس 63 دارای 34 نوترون و مس 65 دارای 36 نوترون است. هر دو ایزوتوپ خصوصیات یکسانی دارند و هر دو هم پایدارند.

اتمهای ناپایدار
تا اوایل قرن بیستم، تصور می شد تمامی اتم ها پایدار هستند، اما با کشف خاصیت پرتوزایی اورانیوم توسط بکرل مشخص شد برخی عناصر خاص دارای ایزوتوپ های رادیواکتیو هستند و برخی دیگر، تمام ایزوتوپ هایشان رادیواکتیو است. رادیواکتیو بدان معنی است که هسته اتم از خود تشعشع ساطع می کند.

هیدورژن مثال خوبی از عنصری است که ایزوتوپ های متعددی دارد و فقط یکی از آنها رادیو اکتیو است. هیدروژن طبیعی ( همان هیدروژنی که ما می شناسیم) در هسته خود دارای یک پروتون است و هیچ نوترونی ندارد. ( البته چون فقط یک پروتون درهسته وجود دارد نیازی به نوترون نیست ) ایزوتوپ دیگر هیدروژن، هیدروژن 2 یا دو تریوم است که یک پروتون و يک نوترون در هسته خود جای داده است. دوتریوم، فقط 015/0 درصد کل هیدروژن را تشکیل می دهد و در طبیعت بسیار کمیاب است، با این حال مانند هیدورژن طبیعی رفتار می کند. البته از یک جهت با آن تفاوت دارد و آن، سمی بودن دوتریوم در غلظت های بالاست. دوتریوم هم ایزوتوپ پایداری است، ولی ایزوتوپ بعدی که تریتیوم خوانده می شود، ناپایدار است. تریتیوم که هیدروژن 3 نیز خوانده می شود، در هسته خود یک پروتون و دو نوترون دارد و طی یک واپاشی رادیواکتیو به هلیوم 3 تبدیل می شود. این بدان معنی است که اگر ظرفی پر از تریتیوم داشته باشید و آن را بگذارید و یک میلیون سال بعد برگردید، ظرف شما پر از هلیوم 3 است. هلیوم 3 از 2 پروتون و یک نوترون ساخته شده وعنصری پایدار است ).


در برخی عناصر مشخص، به طور طبیعی همه ایزوتوپ ها رادیواکتیو هستند. اورانیوم بهترین مثال برای چنین عناصری است که علاوه بر رادیواکتیویته زیاد سنگین ترین عنصر رادیواکتیو هم هست که به طور طبیعی یافت می شود. علاوه بر آن، هشت عنصر رادیواکتیو طبیعی هم وجود دارند که عبارتند از پولوتونیوم، استاتین، رادون، فرانسیم، رادیوم، اکتینیوم، توریم و پروتاکتسینانیوم. عناصر سنگین تر از اورانیوم که به دست بشر در آزمایشگاه ساخته شده اند، همگی رادیواکتیو هستند.

واپاشی رادیو اکتیو
وحشت نکنيد بر خلاف اسمش این فرایند بسیار ساده است! اتم یک ایزوتوپ رادیواکتیو طی یک واکنش خودبخودی به یک عنصر دیگر تبدیل می شود. این واپاشی معمولاً از سه راه زیر انجام می شود:
1- واپاشی آلفا
2- واپاشی بتا
3- شکافت خودبه خودی

توضيح تفاوت این سه راه کمی مشکل است اما بدون اینکه بدانید این سه راه چه فرقی با هم می کنند هم می توانيد از ادامه مطلب سر در آورید!! اگر خیلی هم علاقمندید بدانید اينجا را کليک کنید.

در این فرآیندها چهار نوع تابش رادیواکتیو مختلف تولید می شود:
1- پرتو آلفا
2- پرتو بتا
3- پرتو گاما
4- پرتوهای نوترون


تابش های طبیعی خطرناک
درست است که واپاشی رادیواکتیو، یک فرآیند طبیعی است و عناصر رادیواکتیو هم بخشی از طبیعت هستند، ولی این تابش های رادیواکتیو برای موجودات زنده زیان بار هستند. ذرات پر انرژی آلفا، بتا، نوترونها، پرتوهای گاما و پرتوهای کیهانی، همگی به تابش های یون ساز معروفند، بدین معنی که بر همکنش آنها با اتم ها منجر به جداسازی الکترون ها از لایه ظرفیتشان می شود. از دست دادن الکترونها، مشکلات زیادی از جمله مرگ سلول ها و جهش های ژنتیکی را برای موجودات زنده به دنبال دارد. جالب است بدانید جهش ژنتيکي عامل بروز سرطان است.
درات آلفا، اندازه بزرگتری دارند و از این رو توانایی نفوذ زیادی در مواد ندارند، مثلاً حتی نمی توانند از یک ورق کاغذ عبور کنند. از این رو تا زمانی که در خارج بدن هستند تأثیری روی افراد ندارند. ولی اگر مواد غذایی آلوده به مواد تابنده ذرات آلفا بخورید، این ذرات می توانند آسیب مختصری درون بدن ایجاد کنند.

ذرات بتا توانایی نفوذ بیشتری دارند که البته آن هم خیلی زیاد نیست، ولی در صورت خورده شدن خطر بسیار بیشتری دارند. ذرات بتا را می توان با یک ورقه فویل آلومینویم یا پلکسی گلاس متوقف کرد.
پرتوهای گاما همانند اشعه X فقط با لایه های ضخیم سربی متوقف می شوند. نوترونها هم به دلیلی بی یار بودن، قدرت نفوذ بسیار بالایی دارند و فقط با لایه های بسیار ضخیم بتن یا مایعاتی چون آب و نفت متوقف می شوند. پرتوهای گاما و پرتوهای نوترون به دلیل همین قدرت نفوذ بالا می توانند اثرات بسیار وخیمی بر سلول های موجودات زنده بگذارند، تأثیراتی که گاه تا چند نسل ادامه خواهد داشت.

منبع:گاج