Предприятие госкорпорации «Росатом»
Версия для печати
Главная | Новости | Отраслевой справочник | Изотопы. Общие сведения

Изотопы. Общие сведения

Первые экспериментальные данные о существовании изотопов, как разновидностей атомов данного химического элемента, различающихся по массе ядер, были получены в 1906-1910 гг. при изучении свойств радиоактивных элементов. В 1910 г английским ученым Ф.Содди был предложен и сам термин «изотоп». Обладая одинаковым зарядом ядра Z, но различаясь числом нейтронов в нем N, изотопы имеют одинаковое строение электронных оболочек, то есть очень близкие химические свойства, и занимают одно и то же место в периодической системе Менделеева (отсюда и происхождение термина «изотоп» от греческого isos - одинаковый и topos - место). Под термином «изотоп» подразумевают и ядра таких атомов. Только изотопы водорода, в отличие от всех остальных, имеют свои собственные названия.

Изотопы могут быть как стабильные, так и нестабильные - радиоактивные, ядра которых подвержены самопроизвольному (спонтанному) превращению в другие ядра с испусканием различных частиц – так называемым процессам распада. К радиоактивным превращениям относятся альфа-распад с испусканием альфа-частицы, все типы бета-распада, спонтанное деление ядер и ряд других типов распада. При этом радиоактивный распад часто сопровождается гамма-излучением, испускаемым в результате переходов между различными состояниями одного и того же ядра. Продолжительность жизни радиоактивных изотопов характеризуется периодом полураспада – промежутком времени, в течение которого число радиоактивных ядер уменьшается вдвое. Величина периода полураспада для разных изотопов может изменяться в очень широких пределах. В соответствии с этим, все радиоактивные изотопы принято делить на две группы – короткоживущие (T ½ < 10 суток) и долгоживущие (T ½ > 10 суток). Как правило, в естественных условиях встречаются только стабильные изотопы, однако в природе можно обнаружить и некоторые радиоактивные изотопы, в основном те, у которых период полураспада превышает возраст Земли и которые не успели распасться за время ее существования (например, K-40, Th-232 или U-238). Кроме них, ряд радиоактивных изотопов в земных условиях непрерывно образуется в ядерных реакциях под действием космических лучей. Характерный пример – образование изотопа C-14 (T ½ = 5730 лет) из атмосферного азота. В настоящее время известно около 270 стабильных изотопов и более 2000 радиоактивных изотопов 107 химических элементов. Число радиоактивных изотопов (подавляющее большинство из которых получено искусственным путем) у многих элементов весьма велико и может превышать два десятка. Число же стабильных изотопов существенно меньше, причем наибольшее разнообразие изотопов имеют элементы с четным Z. Так, например, олово Sn-50 имеет 10 стабильных изотопов, ксенон Xe-54 – 9 и т.д. Элементы с нечетным Z, как правило, имеют не более двух стабильных изотопов, причем у некоторых их них стабилен только один.

По материалам книги «Изотопы: свойства, получение, применение». Под ред. В.Ю.Баранова. М., ИздАТ, 2000. – 704 с.