Радиациялық экологияның теориялық негіздері

Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 46 бет
Таңдаулыға:

ІІ - ДӘРІС КЕШЕНІ

1 - ГЛОССАРИЙ (анықтама, сөздік)

«Радиация » (латынша - радиус) термині - сәуленену, сәуле;

«Атом» - химиялық элементтің, химиялық қасиетін бойында сақтайтын өте ұсақ бөлшек (гректің atomos - бөлінбейтін деген сөзінен шыққан) ;

Протон (р) - тыныштық күйдегі массасы 1, 00758 а. м. б. тең тұрақты элементар бөлшек;

Нейтрон (n) - тыныштық күйдегі массасы 1, 00898 а. м. б. тең электрлі бейтарап бөлшек;

Массалық сан - ядродағы протондар мен нейтрондар жинтығының саны;

Иондалу - бейтарап атомдардан иондардың түзілу процессі;

Рекомбинациялану - оң зарядталған ионның орбитасындағы бос орын, бос электрондармен толтырылады, және атом қайтадан электрлік бейтарап жүйе күйіндегі процесс;

Изотоптар - ядросындағы протондар саны бірдей, бірақ нейтрондар саны бойынша өзгеше болатын атомдар;

Радионуклидтер - бұл массалық саны және атомдық нөмірі берілген радиоактивті атомдар;

Изомерлер - атомының массалық саны бірдей, бірақ ядросы әртүрлі энергетикалық күйде болатын элемент;

Изобарлар - массалық саны бірдей, бірақ атомдық нөмірі әртүрлі болатын элемент;

Изотондар - әртүрлі элементтердің нейтрондар саны бірдей болатын ядро атомдары;

Радиоактивтілік - радиоактивті сәуле шығару құбылысы;

Радиоактивтілік - бір химиялық элементтің тұрақсыз изотобының басқа бір элементтің изотобына өздігінен айналып, қосымша элементарлы бөлшек немесе ядро бөліп шығаруы;

Меншікті радиоактивтілік - құрамында берілген радиоактивті изотоп атомы болатын, сол түрдегі молекуланың массалық үлесі немесе элементтің радиоактивті қоспасындағы радиоактивті изотоп атомдарының салыстырмалы мөлшері;

«Беккерель» - СИ жүйесі бойынша активтілік бірлігі ретінде бір ядроның секунд ішіндегі айналымы алынады (1 ыдырау/с) . Бұл бірлік радиоактивтілік құбылысын алғаш ашқан, Француз физигі А. Беккерель құрметіне байланысты атауымен аталады (Бк) ; 1 Бк = 1 с ^-1 ;

Кюри (Кu) - бұл секунд ішіндегі радиоактивті ыдырау саны 3, 7 ^. 10 ¹⁰ тең болатын, кез - келген радиоактивті заттың мөлшері. Кюри бірлігі 1 г радийдің радиоактивтілігіне сәйкес келеді. Кюри өте үлкен шама, сондықтан бірліктің бөлшектік туындыларын қолданады: милликюри (1мКu = 10 ^-3 Кu = 3, 7 ^. 10 ⁷ ыдырау/с) ; микрокюри (1мкКu = 10 ^-6 Кu = 3, 7 ^. 10 ⁴ ыдырау/с) ; нанокюри (1нКu = 10 ^-9 Кu = 3, 7 ^. 10 ¹ ыдырау/с) ; пикокюри (1пКu = 10 ^-12 Кu = 0, 037 ыдырау/с), 1Ku = 3, 7 ^. 10 ¹⁰ (ыдырау/с) = 3, 7 ^. 10 ¹⁰ Бк.

Абсолютті активтілік - Бк немесе Ku бірліктерімен өрнектелген активтілік;

Гамма сәулелері - табиғаты бойынша толқын ұзындығы қысқа электромагнитті сәулелер;

Кванттар - рентген және гамма сәулелері энергия шоғырлары;

Тікелей иондайтын сәуле - соқтығысу кезінде бөлінетін кинетикалық энергиясы, иондау үшін жеткілікті зарядталған бөлшектер;

Жанама иондайтын сәуле - ядролық айналымдар тудыратын немесе тікелей иондайтын бөлшектер түзе алатын зарядталмаған бөлшектер немесе фотондар;

Сәуле шоғырларының энергиясы (Е ) - көлденең қимасының ауданы ∆S болатын сфераға өтетін бөлшектің тыныштық күйіндегі энегиясынан басқа, барлық энергияларының қосындысы;

Бөлшектердің немесе фотон шоғырлары (фльюенс) (Ф) - көлденең қимасының ауданы ∆S болатын элементарлы сфера көлеміне өтетін бөлшектер немесе фотондар санының ∆N, осы көлемге қатынасын көрсетеді;

«Спин» - электрондар орбита бойымен айнала отырып, бір мезгілде өзіндік қозғалыс мөлшерінің моментіне ие болып, осі бойынша айналуы;

Артық энергияға ие болған атомдар - қозған деп, ал электрондардың бір энергетикалық деңгейден, ядродан қашық деңгейге ауысуы - қозу процессі деп аталады.

Альфа-ыдырау - дегеніміз радиоактивті бөлшектердің α - бөлшектерін шығаруы.

Бета-бөлшектер - бұл электрондарды шығару;

Жартылай ыдырау периоды - алынған радиоактивті заттың жартысы ыдырауға кететін уақыттың мөлшері(Т _1/2 ) ;

Өте жылдам нейтрондар - ядролық реакторларда алады; олар ядрлық жарылыстарда пайда болады

Жылдам нейтрондар - ядролық реакциялар нәтижесінде түзіледі;

Аралық нейтрондар - энергиясы 100 эВ-тан 1 кэВ дейін жетеді. Олар затпен тығыз шашырау арқылы әрекеттеседі.

Баяу және жылулық нейтрондар - баяу нейтрондар энергиясы 1 кэВ-тан артпайды;

Дозиметрия - (грек тілінен аударғанда dosis - доза, порция + metro - өлшеу) ;

Сәуле дозасы - бұл сәулеленетін заттың көлем (масса) бірлігінде сіңірілген энергия шамасы;

Сіңірілген доза (D _сіңір. ) - массасы ∆m болатын кез - келген затқа берілген қандай да бір иондаушы сәуленің орташа энергиясы ∆Е;

Экспозициялық доза (D _эксп. ) - массасы ∆m болатын ауа көлемінде, элемент құрамында болатын фотондар арқылы босатылған позитрондардың және электрондардың толық тежелуі кезінде ауада түзілетін таңбасы бірдей иондардың толық зарядтарының абсолютті шамасы ∆Q:

Эквивалентті доза (D _экв. ) - белгілі бір сәуле түрлерінің биологиялық ұлпаларға сіңірілген дозаларын D _і , осы сәуле түрлерінің сапалық коэффициенттерінің мәніне КК _і көбейтінділерінің қосындысына тең:

D _экв. = Эквивалентті дозаның арнайы өлшем бірлігі - Бэр.

Сапалық коэффициенті КК _і - ағзаны сәулелейтін белгілі бір иондаушы сәуленің биологиялық әсерінің, осы сәуле түрінің энергиясына тәуелділігін анықтайтын шама.

Доза қуаттылығы (Р) - бұл t - уақыт бірлігіндегі сәулелену дозасы D;

Радиометрлер - радиоактивті заттардың активтілігін, иондаушы сәуле шоғырларының тығыздығын, сонымен қатар газдардың, сұйықтардың, аэрозольдардың көлемдік және меншікті активтіліктерін өлшеуге арналған

Дозиметрлер - рентген және гамма-сәулелерінің экспозициялық дозаларын, сәулеленудің сіңірілген дозасын, экспозициялық дозаның қуатын және сәулелену қарқандылығын өлшеуге арналған;

Радиоактивті қалдықтар - құрамында адамдардың іс-әрекеттері нәтижесінде түзілетін радионуклидтер болатын, қосымша биологиялық немесе техникалық зиянды заттар;

Радиоактивті қатар - радиоактивті ыдырау нәтижесінде келесі тұрақты изотоп алынғанға дейін өздігінен жүретін процесс нәтижесінде қалыптасатын нуклидтердің тізбегі;

Туынды нуклидтер - радиоактивті қатардағы бастапқы нуклидтен басқа, қалған нуклидтер;

Жасанды радиоактивтілік - ядролық радиация өнімдерінің радиоактивтілігі;

Тиімді көлденең қима (σ) - деп бөлшектің ядромен әрекеттесу мүмкіншілігі;

Біріншілік космостық сәулелер - жұлдыздар бетінен және космостық кеңістіктен материяның атқылауы және булануы нәтижесінде түзуі;

Екіншілік космостық сәулелер - өте күрделі және осы уақыта белгілі болып отырған барлық элементарлы бөлшектер мен сәулелерден тұрады;

2 - КУРСТЫҢ ҚЫСҚАША СИПАТТАМАСЫ

Бүкіл дүниежүзі халқы жақында жаңа ғасырға - ядролық энергия, радиоактивтілік ғасырына аяқ басты. Бұл жаратылыстануда, техникада және технологияда радиациялық деп аталатын жаңа ашылулар тізбегін құрайды. Ядролық зерттеулер және технология жаратылыстану ғылымдарының дамуына үлкен үлес қосады.

Бұрынғы СССР заманында Қазақстанда ядролық зерттеулер проблемалары бойынша өнеркәсіптік және энергетикалық ғылыми - зерттеу қондырғылары, ғылыми-зерттеу институттары ашылған. Ядролық технология және ядролық зерттеулер жаратылыстану ғылымдарының дамуына үлес қосатыны және ғылымда пәнаралық жаңа бағыттың, мысалы, радиациялық экология, туындауына әкелгені сөзсіз.

Бұл қоршаған ортаның табиғи, техногенді және жасанды радионуклидтермен ластануымен және олардың адам денсаулығына - және тірі ағзаларға әсерінен туындаған мәселелерге байланысты пайда болған жалпы экологиядағы жаңа бағыт.

Дүние жүзінде Қазақстан сияқты ешбір мемлекет атом ядросы энергиясын пайдаланудың кері жағын, яғни зардаптарын шеккен емес. Атақты Семей ядролық полигонында 40 жыл бойы 470 ядролық және термоядролық жарылыстар жасалынды. Республикамыздың батыс облыстарында "халықшаруашылық мақсатында" 32 жерасты ядролық қондырғылар жарылды. Аталған жарылыстардан басқа да бүгінгі күні уран өндіретін және оны өңдейтін өнеркәсіптердің жүмыс істеуі I салдарынан радиациялық жағдайлар күрделене түсуде. Құрамында уран бар минералдарға бай мемлекет ретінде Қазақстан дүниежүзінде алдыңғы орындардың бірін алады.

Мұнай өндіретін және оны өңдейтін аудандарда топырақта және пласт суларында табиғи радионуклидтердің мөлшері артып кетті. Медицинада, ауылшаруашылығында, өнеркәсіпте ионданған сәулелену көздері кеңінен қолдануда. Қытай ядролық сынақ полигонының Қазақстан территориясына жақын орналасуы да алаңдатарлық жағдай.

Сонымен, радиоактивтілік және радиация біздің күнделікті өмірімізде кездесетін фактілердің бірі болып табылады, сол себепті өзіміз өмір сүріп отырған ортаның жағдайынан хабардар болу үшін Радиациялық экология ғылымының негіздерін білу қажет.

модуль

1 - ші Тақырып: (1 - ші дәріс)

Радиациялық экологияның теориялық негіздері

дәріс мақсаты: Студенттер радиацияның қоршаған ортаға және тірі жүйеге әсерін тереңірек түсіну үшін, радиациялық экологияның теориялық негізгі түсініктерінмен таныстыру.

дәріс жоспары:

Радиациялық экология (радиоэкология, экологиялық радиохимия) пәні және оның міндеттері.
Жалпы экология жүйесіндегі радиациялық экологияның орны және ролі.
Радиациялық экология ғылымының даму тарихы;
Экологияның негізгі түсініктері. Экожүйені ұйымдастырудың деңгейі.

дәрістің қысқаша мазмұны:

«Радиация» (radiation) термині - сәуле, сәулелену дегенді білдіреді, сондықтан «радиациялық экология» иондаушы радиацияның тірі организмдерге әсері немесе тірі организмдердің қоршаған ортаның радиациялық факторларымен өзара қарымқатынасы туралы ғылым ретінде анықталады.

Радиациялық экология - биосферада радионуклидтердің таралуын және миграциялануын зерттеу, олардың тірі организмдерде жинақталуын, сол сияқты иондаушы радиацияның экожүйенің организмдеріне әсерін зерттеу сияқты проблемаларды қарастыратын экологияның бір бөлімі. В. К. Рентген, А. Беккерель, Кюридің алғашқы жұмыстарынан бастап, радиация деңгейінің артуының зиянды әсерлері байқалған.

«Радиациялық экология» термині алғаш рет 1959 жылы Б. Иоганзеннің оқу құралында кездеседі. Онда автор «Физика саласындағы ашылған жаңалықтар, иондаушы сәулелердің: рентген сәлелерінің, гамма сәулелерінің, альфа-бөлшектердің, бета-бөлшектердің және нейтрондардың организмге әсерін зерттеу міндетін - «радиациялық экология» деп атауды ұсынады.

В. В. Докучаев, В. И. Вернадский ілімдерінің негізінде радиациялық экология, ХХ ғасырдың 50 - 60-шы жылдарда ғылыми бағыт ретінде қалыптасты, ал радиациялық экологияның проблемеларын алға қою және оларды шешу Н. В. Тимофеев - Ресовский есімімен байланысты. Ғалымдардың ғылымға қосқан үлесі, табиғи радиоактивтілік, жасанды радиоактивтілік, радиацияның биологиялық әсері, радиациялық қорғаныс, радиациялық қауіпсіздік сияқты кардинальды түсініктерді ғылыми айналымға енгізу болып табылады.

Радиациялық экология ғылымының даму тарихы бес кезеңнен тұрады:

- екінші дүниежүзілік соғысқа дейінгі аралық;

- ХХ ғасырдың 50 - 60-шы жылдар аралығы;

- ХХ ғасырдың 60-шы жылдардың аяғынан басталатын аралық;

- 1986 жылдан басталатын аралық.

Радиациялық экология ғылымының дамуының бесінші кезеңі Семей сынақ полигонының жабылуымен және оның радиациялық әсерінің жергілікті тұрғындарға әсерін түсіндіру салдарымен байланысты.

Радиациялық экология, жалпы экология сияқты жаратылыстану ғылымдарының: химия, физика, математика, биология және басқа да пәндердің әдістерін, заңдарын және концепцияларын қолданады.

Иондаушы сәулелердің экожүйеге және жалпы биосфераға әсері, радиациялық экологияның зерттеу пәні болып табылады. Сәйкесінше радиоэкологиялық зерттеу пәні болып табылатын объектілер жиынтығы - өсімдік және жануарлар организмдері, адамзат, экожүйе және биосфера.

Иондаушы сәулелердің физикалық қасиеттерін және тірі жүйеге биологиялық әсерін түсіну үшін, жалпы және ядролық физиканың, химияның, биологияның негізгі түсініктерін білу қажет.

Радиациялық экологияны, сол сияқты экологияны гуманитарлы ғылымдарға жатқызуға болады, себебі экожүйенің және биосферанаң құрылысына және функциясына адамдардың іс - әрекеттері әсер етеді.

Егер осы уақытқа дейін радиациялық экологияның элементтері жаратылыстану ғылымдарының аясында дамыған болса, глобальды экологиялық кризистердің бір бөлігін, адамдардың іс - әректтері тарапынан радиациялық ластану құратындықтан, оның зерттеу аймағы кеңейеді.

Қазіргі замандағы радиациялық экологияның әдістемелік негіздерін, жалпы экологиядағы сияқты бақылау, тәжірибе жүргізу және модельдеу сияқты жүйелік зерттеулер құрады.

Қоршаған ортаның радиациялық жағдайларын тіркеу және бағалу әдістері радиаоэкологиялық зертеудің негізгі бөлігі болып табылады.

Метрологиялық бақылаулар: атфосмераның табиғи радиациялық фонын өлшеу, топырақ және сулы ортаның нуклидтік құрамын және олардың радиациялық ластануын анықтау.

Радиациялық экологияның келесі әдісі - бұл экологиялық объектінің жағдайын және ортаның радиациялық сапасын периодты немесе үздіксіз бақылауға мүмкіндік беретін, радиациялық мониторинг.

Антропогенді радиациялық ластану аймақтарында, ауадағы, судағы, топырақтағы және өсімдіктер мен жануарлардағы радиация деңгейін, радионулидтердің құрамын тіркеудің, сол сияқты әр түрлі региондарда таралуын және миграциялануын зерттеудің үлкен тәжірибелік мәні бар.

Радиациялық экология ғылымы - бұл қоршаған ортаның табиғи, техногенді және жасанды радионуклидтермен ластануы салдарынан және олардың адам денсаулығына, тірі организмдерге әсерінен туындайтын проблемаларға байланысты пайда болған жалпы экологиядағы жаңа бағыт.

Бақылау сұрақтары

Радиациялық экология пәні, мақсаты, міндеті.
Радиациялық экология деген не? Оны ашқан ғалым кім?
Радиациялық экологияның даму кезеңдері?
Радиациялық экологияның әдістері?

Әдебиеттер: [ 1-4]

- ші тақырып (2 дәріс)

Радиациялық экологияның физикалық негіздері

( АТОМ ҚҰРЫЛЫСЫ, РАДИОАКТИВТІЛІК )

дәріс мақсаты: Студенттерді радиациялық экологияның физикалық негіздерімен таныстыру.

дәріс жоспары:

Атом құрылысы: электрон қабаты, атом ядросы;
Изотоптар, изомерлер, изобарлар және изотондар туралы түсініктер;
Радиоактивтілік құбылысы;
Радиоактивті сәулелердің сипаттамалары

дәрістің қысқаша мазмұны:

Табиғаттағы барлық материя жай және күрделі заттардан тұрады. Жай заттарға химиялық элементтер, ал күрделі заттарға химиялық қосылыстар жатады. Химиялық элементтің, химиялық қасиетін бойында сақтайтын өте ұсақ бөлшек «атом» (гректің atomos - бөлінбейтін деген сөзінен шыққан) деп аталады. Күрделі заттың өте үсақ бөлшектері - молекула; ол бір немесе бірнеше элементтердің атомдарынан тұрады.

1991 ж. Э. Резерфорд атомның планетарлық моделін ұсынды. Бұл теорияны ары қарай Н. Бор (1913 ж. ) дамытты. Осы модельге сәйкес атомның ортасында, электрлік оң зарядталған ядро орналасқан. Ядро маңайында эллиптикалық орбита бойымен, атомның электрондық қабатын түзе, электрондар қозғалып жүреді.

Электрон қабаты.

Ядроны айналған кезде, электрондарды ұстап тұратын энергияға байланысты, олар сол немесе басқа электрондық орбиталарда топтасады. Электрондық орбиталарды, басқаша деңгей немесе қабат деп атайды. Әр түрлі атомдардағы қабаттар саны бірдей болмайды. Атомдық массасы үлкен атомдарда орбиталар саны жетіге жетеді. Оларды цифралармен немесе латын әріптерімен: K, L, M, N, O, P, Q; ядроға жақын - К-қабаты. Әрбір қабаттағы электрондар саны қатаң анықталған. Мысалы, K-қабатында - екі электрон; L-қабатында - 8 электронға дейін; M-қабатында - 18 электронға дейін; N-қабатында - 32 электрон болады (1 - сурет) .

1 сурет - Электрондық құрылым қабатының схемалық көрінісі

Электрон - тыныштық күйдегі массасы 0, 000548 атомдық массалық бірлікке (а. м. б. ) тең тұрақты элементарлы бөлшек. Электронның энергетикалық эквиваленті 0, 000548 ^. 931 = 0, 511 МэВ құрайды. Электронның бір элементарлы электрлік теріс заряды болады. Сондықтан ядролық физикада электрон заряды «-1» тең деп қабылданған.

Қозғалыс мөлшерінің өзіндік моменті «спин» деп аталады. Электрондардың спиндары бір-біріне параллельді немесе анитпараллельді болуы мүмкін. Бұлардың барлығы атомдағы электрондар қозғалысының тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

Электронның ядромен байланысына тек кулондық тартылыс күші және инерцияның ортадан тебіліс күші ғана әсер етіп қоймайды, басқа электрондардың тебіліс күштері де әсер етеді. Бұл эффект экрандалу деп аталады. Электрондық орбита ядродан қашық болған сайын, бұл электрондардың экрандалуы жоғары және ядромен энергетикалық байланысы әлсіз болады. Сондықтан сыртқы орбитаның электрондары энергиясы төмен сәулер әсеріне тез ұшырайды. Электрондарға сырттан қосымша энергия берілген кезде, олар бір энергетикалық деңгейден басқа деңгейге ауысуы немесе тіпті берілген атом деңгейінен шығып кетуі де мүмкін.

Егер сырттан берілетін энергия, электронның ядромен байланыс энергиясынан әлсіз болатын болса, онда электрон бір энергетикалық деңгейден басқа деңгейге көшеді. Мұндай атом бейтарап күйінде қалады, бірақ осы химиялық элементтің қалған бейтарап атомдарынан, ол артық энергиясымен ерекшеленеді. Артық энергияға ие болған атомдар - қозған деп, ал электрондардың бір энергетикалық деңгейден, ядродан қашық деңгейге ауысуы - қозу процессі деп аталады.

Табиғаттағы барлық жүйе энергиясы төмен жағдайға ұмтылады, сондықтан атом қозған күйінен бастапқы күйіне ауысады. Атомның кәдімгі күйіне қайтадан оралуы, артық энергиясын шығаруымен жүреді. Электрондардың сыртқа орбитадан ішік орбитаға ауысуы, берілген атомның әрбір энергетикалық деңгейіне тән, толқын ұзындығы болатын рентген сәулелерімен іске асады (2 - сурет) .

2 сурет - Атомдаға электрондық ауысулар схемасы

Электрондардың ядродан өте қашық орбиталарға ауысуы, ультракүлгін, жарық және инфрақызыл сәулелерден тұратын оптикалық спектрларды береді. Күшті электрлік әсер еткен кезде, электрондарды атомнан жұлып және оның деңгейінен шығып кетеді. Бір немесе бірнеше электрондарынан айырылған атом, оң зарядталған ионға, ал өзіне бір немесе бірнеше электронды қосып алса, теріс зарядталған ионға айналады. Бейтарап атомдардан иондардың түзілу процессі иондалу деп аталады. Кәдімгі жағдайда атом ион түрінде аз уақыт ғана өмір сүреді. Оң зарядталған ионның орбитасындағы бос орын, бос электрондармен толтырылады, және атом қайтадан электрлік бейтарап жүйе күйінде болады. Бұл процесс иондардың рекомбинациялануы деп аталады және артық энергиясын сәуле түрінде шығарылады.

Атом ядросы.

Атом ядросы екі бөлшектен тұрады: өзара үлкен күштермен байланысқан протондар мен нейтрондардан. Протондар мен нейтрондарды жалпы нуклон деп атайды (ядролық бөлшек гректің nucleus - ядро сөзінен шыққан) ; олар ядрода бір-біріне айналуы мүмкін.

Протон (р) - тыныштық күйдегі массасы 1, 00758 а. м. б. тең тұрақты элементар бөлшек. Протон бір элементарлы оң электрлік зарядқа ие болады. Сутегі атомы маңайында бір электрон қозғалатын, бір протоны бар ядро түрінде болады. Егер осы электронды жұлып алатын болса, атомның қалған бөлігі «протон» болады. Сондықтан протонды көбінесе сутегі ядросы сияқты анықтайды. Кез келген элементтің атомында белгілі бір протондар саны болады. Олар тұрақты және элементтің физикалық, химиялық қасиеттерін анықтайды. Ядродағы протондар санын Z атом нөмері немесе заряд саны деп атайды; ол Д. И. Менделеевтің периодтық жүйесіндегі элементтердің реттік нөміріне сәйкес келеді.

Нейтрон (n) - тыныштық күйдегі массасы 1, 00898 а. м. б. тең электрлі бейтарап бөлшек. Өзінің электрлік бейтараптығы арқасында нейтрон, магнит өрісінің әсерінен ауытқымайды, атом ядросымен тебілмейді және соның салдарынан өтімділік қабілеті жоғары болады. Сондықтан сәулеленудің биологиялық әсерінің факторы ретінде, қауіпті болып табылады. Ядродағы нейтрондар саны негізінен тек қана элементтің физикалық сипаттамасын береді, себебі бір ғана элементтің әртүрлі ядроларындағы нейтрондар саны бірдей болмауы мүмкін. Жеңіл тұрақты элементтердің ядроларында протондар санының нейтрондар санына қатынасы 1:1 болады. Д. И. Менделеевтің элементтер периодтық жүйесінде, элемент неғұрлым алыс орналасқан болса (21-ші элемент - скандийден бастап), оның атомындағы нейтрондар саны протондармен салыстырғанда соғұрлым көп болады. Өте ауыр ядроларда нейтрондар саны, протондар санынан 1, 6 есе көп болады. Ядродағы протондар мен нейтрондар жинтығының саны - массалық сан деп аталады және А әрпімен (немесе М) белгіленеді. Ядродағы нейтрондар саны N элементтің атомдық саны мен атомдық нөмірі Z арасындағы айырымға тең: N = A - Z.

Атомдарды белгілеген кезде негізінен элементтің символын қолданады, оның сол жағының, жоғары жағына массалық саны А, ал төменгі жағына - атомдық нөмірі Z индекстері түрінде көрсетіледі: , мұндағы Х - берілген элементтің символы. Мысалы, уран ядросында 92 протон және 146 нейтрон (238 нуклон) болады.

Изотоптар, изомерлер, изобарлар және изотондар туралы түсініктер. Көптеген химиялық элементтер табиғатта олардың ядроларындағы нейтрондар саны әртүрлі болатындықтан, белгілі бір атомдар қоспасы түрінде болады. Ядросындағы протондар саны бірдей, бірақ нейтрондар саны бойынша өзгеше болатын атомдар изотоптар деп аталады. Мұндай элементтер Д. И. Менделеевтің кестесінде бірдей нөмірге ие болады, бірақ массалық саны әртүрлі болады. Химиялық элементтердің барлық изотоптарының ядроларын нуклидтер деп атайды.

Радионуклидтер - бұл массалық саны және атомдық нөмірі берілген радиоактивті атомдар. Ядролық реакциялардың көмегімен әрбір химиялық элементтің бірнеше радиоактивті изотоптарын алуға болады. Қазіргі кезде 300 жуық тұрақты изотоптар белгілі болса, ал радиоактивті изотоптар мөлшері 1500 асып кетеді. Элемент атомының массалық саны бірдей, бірақ ядросы әртүрлі энергетикалық күйде болатын болса, олар изомерлер деп аталады. Артық энергиясы болатын изомерлерді, метастабильді күйі деп атайды. Мұндай күйді символ түрінде массалық санымен қатар қойылған латын әрпімен (m) белгілейді ( ^80m Br) .

Табиғатта әртүрлі элементтердің массалық саны бірдей, бірақ атомдық нөмірі әртүрлі болатын атом-ядролары кездеседі. Мұндай атомдар изобарлар деп аталады. Мысалы, .