Revija Joker - Razpolovna doba

ČLANKI
stranka » članki » vedež » Razpolovna doba

V atomu je veselo
Atom, osnovni gradnik snovi, je sestavljen iz majhnega jedra (zares: če bi bil atom fuzbalplac, bi jedro zasedalo bucikino glavico), v katerem se gnečijo protoni in nevtroni, ter velikega okoliškega oblaka elektronov. Za lažje razumevanje je povsem primerno, če si delce predstavljate kot frnikole. Protoni so pozitivno nabiti delci in jih mora biti v nevtralno nabitem atomu enako veliko kot negativno nabitih elektronov. Število protonov (vrstno število) hkrati določa položaj elementa v periodnem sistemu in s tem njegove kemijske lastnosti. Skupaj s številom nevtronov nam da masno število atoma. Posamezen element ima lahko v jedru različna števila nevtronov - take atome z enakim vrstnim in različnim masnim številom imenujemo izotopi. (Mimogrede, obstajajo atomi z enakim masnim in različnim vrstnim številom; imenujemo jih izobari.) Nevtroni sicer nimajo električnega naboja, vendar so za zgradbo jedra nadvse pomembni. Medtem ko elektrone na jedro veže električna privlačna sila med različno nabitimi delci, protone in nevtrone skupaj drži močna jedrska sila. Ker vemo, da se enako nabiti električni delci med seboj odbijajo, mora to pomeniti, da je jedrska sila mnogo močnejša od električne, in sicer za okoli stokrat; ima pa obenem mnogo manjši doseg. Tu nastopijo nevtroni, ki jedru povečujejo stabilnost s tem, da se vrivajo med protone in jim ne pustijo toliko skupaj, da bi imel odboj zaradi električne sile močnejši vpliv. A v resnici so premeteni dvoličneži: njihovo število po lestvici elementov hitro raste, zato v težjih jedrih pride do izraza daljši doseg električne sile. V jedrih z masnim številom nad 208 oziroma tako imenovanih nestabilnih jedrih se delci nenadoma počutijo utesnjene in se svojih sorojakov na ta ali oni način znebijo skozi radioaktivni razpad oziroma naravno radioaktivnost (izraz je iznašla Marie Curie, da bi s tem označila spontano radiacijsko - sevalno - aktivnost delcev).
Ta ima več različnih oblik. Prva so alfa delci, s čimer označujemo helijeva jedra, torej taka z dvema protonoma in dvema nevtronoma. Iz razpadlega jedra odfrčijo pri tako imenovanem alfa razpadu, po katerem ima novonastali element (glej no) dva protona in dva nevtrona manj oziroma za dva nižje vrstno ter za štiri nižje masno število. Druga zvrst sevanja so beta delci, za katerimi se skrivajo stari znanci elektroni. Da bi lahko jedro oddalo elektron, mora ta v njem najprej nastati, kar se zgodi s pretvorbo nevtrona v proton, elektron in elektronski antinevtrino. Pri tej pretvorbi ima prste vmes še četrta elementarna sila (poleg gravitacijske, električne in jedrske) - šibka šibka jedrska sila. Poznamo še drugo vrsto beta razpada, kjer odleti pozitron, antidelec elektrona. Kot je razvidno iz postopka, ima jedro po beta razpadu vrstno število za ena višje, dočim se masno ne spremeni.

Globoko v posvečenih nedrjih jedrskih central znanstveniki prodajajo duše v zameno za atomsko magijo. Saj ne, fiziki s(m)o čisto normalni ljudje. Res.

Kdaj pride do alfa in kdaj do beta razpada, je stvar laiku popolnoma nerazumljive solate kvantnomehanskih enačb, zato naj bo dovolj omemba, da z alfa in beta razpadom ponavadi končajo težja jedra, medtem ko lažja razpadajo le v verziji beta. Za večino razpadov pa velja, da zgoraj omenjene žarke spremlja tretja vrsta radioaktivnega sevanja, gama žarki. Ti niso snovni delci, temveč elektromagnetno valovanje (svetloba) visoke frekvence in s tem velike energije. Delci v jedru ga oddajo, ko imajo presežek energije, da se na ta način rešijo vroče krvi. Občasno zelo težka jedra uprizorijo spontano cepitev - razpad na dve manjši jedri, kar v jedrskih reaktorjih načrtno spodbujamo in izrabljamo ob tem nastalo energijo. Ponekod pa so stranski produkt naravne radioaktivnosti sami nevtroni in rentgenski žarki.

Razpolovna doba objavljeno: Joker 139
februar 2005