Большое значение для получения искусственно радиоактивных элементов сыграл урановый ядерный реактор, о котором мы будем говорить позднее.
В настоящее время удалось также получить элементы, которые не найдены в природе и имеют порядковые номера 43 (технеций), 61 (прометий), 85 (астатин) и 87 (франций); а также так называемые трансурановые (стоящие после урана в периодической системе) элементы с порядковыми номерами от 93 до 102.
Излучение искусственно радиоактивных изотопов более разнообразно, чем природных. Большое число их обладает позитронным излучением, распад многих искусственно радиоактивных изотопов сопровождается рентгеновским излучением, которое от гамма-лучей отличается большей длиной волны, а следовательно, и меньшей проникающей способностью.
Большое практическое значение имеют те радиоактивные элементы, период полураспада которых не слишком мал и которые легко могут быть получены. Ниже приведены некоторые искусственные радиоактивные изотопы, используемые при различных исследованиях.
| Таблица некоторых искусственных радиоактивных изотопов, использующихся в практике |
|---|
| Название элемента | Символ изотопа | Период полураспада |
|---|
| Водород | >1H>3 (T) | 12,41 года |
| Углерод | >6C>14 | 5570 лет |
| Натрий | >11Na>24 | 14,97 часа |
| Фосфор | >15Р>32 | 14,295 дня |
| Сера | >16S>35 | 87,1 дня |
| Калий | >19K>42 | 12,44 часа |
| Кальций | >20Ca>45 | 163 дня |
| Железо | >26Fe>59 | 47,1 дня |
| Кобальт | >27Co>60 | 5,3 года |
| Медь | >29Cu>64 | 12,88 часа |
| Цинк | >30Zn>65 | 250 дней |
| Мышьяк | >33As>76 | 1,115 дня |
| Бром | >35Br>82 | 1,495 дня |
| Серебро | >47Ag>110 | 270 дней |
| Иод | >53J>131 | 8,14 дня |
| Барий | >56Ва>140 | 13,4 дня |
| Вольфрам | >74W>185 | 73,2 дня |
| Золото | >79Au>198 | 2,697 дня |
1. Материя и энергия
Как известно, ядра всех атомов, за исключением легкого водорода, состоят из нейтронов и протонов. Нейтроны и протоны в ядре прочно связаны друг с другом, поэтому разрушить ядро очень трудно. Тем не менее удается осуществить ядерные реакции, то есть такие реакции, при которых ядра атомов одних химических элементов превращаются в ядра атомов других химических элементов или изотопные ядра. Ядерные реакции осуществляются под действием протонов, нейтронов, дейтронов, альфа-частиц и т. д. В большинстве случаев необходимо, чтобы перечисленные выше частицы имели очень высокую энергию.
Чтобы расщепить ядро атома на протоны и нейтроны, необходимо затратить большую энергию. Наоборот, в случае соединения протонов и нейтронов с образованием ядра атома будет происходить выделение энергии. Закон сохранения энергии говорит, что энергия не может исчезнуть и не возникает из ничего, а лишь переходит из одной формы в другую. Согласно этому закону энергия, которую необходимо затратить на то, чтобы разложить ядро атома на протоны и нейтроны, равна энергии, выделяющейся при образовании этого ядра из протонов и нейтронов. Такая энергия называется полной энергией связи ядра атома. Если ее разделить на число протонов и нейтронов в ядре, то получится средняя энергия связи нуклона (протона или нейтрона) в ядре, приходящаяся на один нуклон.
