Kas ir nuklīdi?

Terminus “nuklīds” un “izotops” dažreiz lieto kā sinonīmus, taču tie nav sinonīmi. Izotopi ir viena un tā paša elementa kopas, kurām ir atšķirīgs neitronu skaits. Izotopi ir nuklīdi, bet nuklīdi ne vienmēr ir izotopi.

Elementus nosaka to protonu skaits. Elementu periodiskā tabula ir sakārtota pēc protonu skaita katrā elementā. Katrs elements periodu tabulā ir nuklīds, tāpat kā visi katra elementa izotopi.

Zinātniskais jēdziens par nuklīdu parasti tiek rakstīts AZX. X apzīmē elementa simbolu, Z apzīmē protonu skaitu vai atomskaitli, un A apzīmē masas skaitli vai protonu un neitronu skaitu elementā. Piemēram, litija jēdziens ir rakstīts 73Li. Tas liecina, ka litijs satur trīs protonus un četrus neitronus, jo 7 mīnus 3 ir 4. Litijam ir arī vairāki izotopi, piemēram, 63L, kas rakstīts kā litijs-6. Litijs-6 satur tikai trīs neitronus.

Protoni dabiski atgrūž viens otru, jo tiem visiem ir pozitīvs lādiņš, tāpēc neitronu stabilizējošā ietekme saglabā elementu neskartu. Ja nuklīds ir viegls, tas parasti ir stabils, ja protonu un neitronu skaits ir vienāds vai gandrīz vienāds. Jo smagāks elements, jo lielāka ir neitronu un protonu attiecība, kas nepieciešama, lai tas būtu stabils.

Nestabīli nuklīdi ir radioaktīvi un ir vai nu dabiski, vai mākslīgi radīti. Ir trīs veidu starojums, ko izstaro nestabils nuklīds: alfa vai beta daļiņas vai gamma stari. Alfa un beta daļiņas ir diezgan nekaitīgas, jo to iekļūšanu organismā var viegli novērst. Tomēr gamma stari ir ārkārtīgi kaitīgi, un tāpēc radioaktīvie elementi tiek uzskatīti par tik bīstamiem. Nestabila nuklīda sadalīšanos sauc par radioaktīvo sabrukšanu.

Nestabils nuklīds galu galā sadalās par stabilu nuklīdu. Katram radioaktīvajam nuklīdam ir noteikts sabrukšanas ātrums, kas pazīstams kā tā pussabrukšanas periods. Zinot noteiktu elementu pussabrukšanas periodu un noteiktā objektā esošo stabilo un nestabilo nuklīdu mērīšanas attiecības, zinātnieki var datēt fosilijas un artefaktus.

Atomelektrostacijas izmanto arī nuklīdus, lai radītu enerģiju, izmantojot procesu, ko sauc par skaldīšanu. Notiekot kodolreaktorā, skaldīšana sadala smagākos nuklīdus vieglākos. Šī reakcija atbrīvo enerģiju, ko augs izmanto. Kodolenerģija bieži tiek uzskatīta par bīstamu, jo skaldīšanas procesā izmantotais nuklīds urāns-235 ir radioaktīvs izotops.