Contents
1 Nuclear Chemistry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.2
Atom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.3
Nuclear Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
1.4
Shell Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
1.5
Binding Energy of Nucleus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
1.6
Fission Reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
1.6.1 Thorium Fission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
1.6.2 Fusion Reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
1.7
Stability of Nucleon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
2 Radioactivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2
Emission of Nuclear Particles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3
Interconversion of Nucleons Within the Nucleus . . . . . . . . . . . 16
2.3.1 Conversion of Neutrons into Protons . . . . . . . . . . . . . 16
2.3.2 Conversion of Proton to Neutron . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.4
Transition Between Nuclear Energy Levels Without
Emission or Interconversion of Nucleons . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.5
Natural Radioactive Series . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.6
Decay Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.6.1 Rate of Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.6.2 Half-Life . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.6.3 Radioactive Equilibrium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3 Nuclear Reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2
Reactions Initiated by Charged Particles . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.3
Reactions Initiated by Uncharged Particles . . . . . . . . . . . . . . . 34
xi