Радиоактивность. Основной закон радиоактивного распада
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Явление радиоактивности состоит в самопроизвольном распаде ядер с испусканием одной или нескольких частиц. Ядра, подверженные такому распаду называются радиоактивными.

Ядра, не испытывающие радиоактивного распада, называются стабильными. В процессе распада у ядра может изменяться как атомный номер Z, так и массовое число А.

Необходимым условием радиоактивного распада является его энергетическая выгодность-т.е масса радиоактивного ядра должна превышать сумму масс ядра-осколка и частиц распада

Радиоактивность встречающихся в природе изотопов называют естественной,синтезированных изотопов-искуственной .

Основными типами радиоактивного распада является альфа-распад (состоит в самопроизвольном превращении ядра с испусканием α-частицы).При α-распаде дочернее ядро может образоваться не только в нормальном, но и в возбужденных состояниях. Так как они принимают дискретные значения, то и значения энергии α-частиц, вылетающих из разных ядер одного и того же радиоактивного вещества, дискретны. Энергия возбуждения дочернего ядра чаще всего выделяется в виде γ-фотонов. Именно поэтому α-распад сопровождается γ-излучением. Если дочерние ядра радиоактивны, то возникает целая цепочка превращений, концом которой является стабильное ядро; бета-распад (заключается во внутриядерном взаимном превращении нейтрона и протона). Различают три вида β-распада:1. Электронный, или β--распад, который проявляется в вылете из ядра β-частицы (электрона); 2.Позитронный, или β+-распад. Например, превращение рубидия в криптон. При β+-распаде позитрон образуется вследствие внутриядерного превращения протона в нейтрон; 3.Электронный, или е-захват. Заключается в захвате ядром одного из внутренних электронов атома, в результате чего протон превращается в нейтрон; гамма-излучение.Радиоактивный распад – явление статическое. Невозможно предсказать, когда именно распадется данное нестабильное ядро. Основной закон радиоактивного распада имеет вид: N = N0e-λt, где N0 – число радиоактивных ядер.

Явление α распада состоит в том, что тяжелые ядра самопроизвольно испускают α частицы - ядра атомов гелия. При этом массовое число ядра уменьшается на четыре единицы. Особенности α-распада: 1. α-распад идет только для тяжелых ядер. Почти все эти ядра имеют Z>83, т.е. не менее двух протонов сверх замкнутой оболочки. 2. А)Периоды полураспада α-активных ядер изменяются в широких пределах. Б)С другой стороны, энергии вылетающих α-частиц заключены в довольно жестких пределах: 4-9 Мэв для тяжелых ядер и 2-4,5 Мэв для ядер в облсти редких земель. В) Сильная зависимость периода полураспада Т1/2 от энергии вылетающих частиц. 3. Частицы, вылетающие из ядер определенного сорта, как правило, имеют одну и ту же определенную энергию. Однако, более точные измерения показывают, что спектр вылетающих α-частиц имеет тонкую структуру, т.е. состоит из нескольких близких друг другу энергий. β распад атомных ядер–процесс, вызываемый слабым взаимодействием – одним из 4 типов фундаментальных взаимодействий. Существует три вида β-распада: β-распад с испусканием электронов (β- -распад), β-распад с испусканием позитронов (β+ -распад) и захват ядром орбитальных электронов. Главной особенностью β-распада является то, что он обусловлен не ядерными, не электромагнитными, а слабыми взаимодействиями. β-распад процесс не ядерный, а внутринуклонный. В ядре распадается одиночный нуклон. При электронном (β-)-распаде один из нейтронов ядра превращается в протон с испусканием электрона и антинейтрино. При позитронном (β+)-распаде один из протонов ядра превращается в нейтрон с испусканием позитрона и нейтрино. При β-распаде, в отличие от α-распада, из ядра вылетают не одна, а две частицы. Энергия, выделяющаяся при β-распаде, распределяется между вылетающими частицами и конечным ядром; подавляющая часть приходится на долю легких частиц. Поэтому спектр испускаемых β-частиц непрерывен, их кинетическая энергия принимает значения от 0 до некоторой граничной энергии Eгр (полная энергия, выделяющаяся при распаде). Гамма-излучение атомных ядер состоит в том, что ядро испускает γ-квант без изменения A и Z. γ-излучение возникает за счет энергии возбужденного ядра. Спектр его всегда дискретен из-за дискретности ядерных уровней. γ-излучение ядер обусловлено взаимодействием отдельных нуклонов ядра с электромагнитным полем. Несмотря на это, в отличие от β-распада, γ-излучение явление не внутринуклонное, а внутриядерное. Время жизни γ-активных ядер значительно меньше времени жизни по отношению к α- и β-распадам, т.к. интенсивность электромагнитных взаимодействий всего на три порядка слабее ядерных.

Дата: 2019-04-22, просмотров: 474.