Правила смещения виды радиоактивности


Под радиоактивным распадом , или просто распадом, понимают естественное радиоактивное превращение ядер, происходящее самопроизвольно. Атомное ядро, испытывающее радиоактивный распад, называется материнским, возникающее ядро — дочерним. Теория радиоактивного распада строится на предположении о том, что радиоактивный распад является спонтанным процессом, подчиняющимся законам статистики. Формула выражает закон радиоактивного распада, согласно которому число нераспавшихся ядер убывает со временем по экспоненциальному закону.

Интенсивность процесса радиоактивного распада характеризуют две величины: Периоды полураспада для естественно-радиоактивных элементов колеблются от десятимиллионных долей секунды до многих миллиардов лет.

Проинтегрировав это выражение по всем возможным t т. Таким образом, среднее время жизни радиоактивного ядра есть величина, обратная постоянной радиоактивного распада. Радиоактивный распад происходит в соответствии с так называемыми правилами смещения , позволяющими установить, какое ядро возникает в результате распада данного материнского ядра.

Правила смещения являются ничем иным, как следствием двух законов, выполняющихся при радиоактивных распадах, — сохранения электрического заряда и сохранения массового числа: Возникающие в результате радиоактивного распада ядра могут быть, в свою очередь радиоактивными.

Это приводит к возникновению цепочки или ряда радиоактивных превращении, заканчивающихся стабильным элементом. Совокупность элементов, образующих такую цепочку, называется радиоактивным семейством. Методы регистрации радиоактивного излучения: Сцинтилляционный счетчик, черенковский счетчик, импульсная ионизационная камера, газоразрядный счетчик, полупроводниковый счетчик, камера Вильсона, диффузионная камера, пузырьковая камера, ядерные фотоэмульсии, искровые камеры, трековые детекторы. Действие радиоактивных лучей на организмы.

Излучение радиоактивных веществ оказывает сильное воздействие на все живые организмы. Наиболее чувствительны к излучениям ядра клеток, особенно клеток, которые быстро делятся. Поэтому в первую очередь излучения поражают костный мозг, из-за чего нарушается процесс образования крови. Далее наступает поражение клеток пищеварительного тракта и других органов. Сильное влияние оказывает облучение на наследственность, которое является неблагоприятным.

Облучение живых организмов может оказывать и определенную пользу. Быстро размножающиеся клетки в злокачественных опухолях более чувствительны к облучению, чем нормальные. На этом основано подавление раковой опухоли радиоактивными препараторами. Примером a -распада служит распад изотопа урана U с образованием Th:.

Пробег a -частиц в воздухе при нормальных условиях составляет несколько сантиметров, в более плотных средах он гораздо меньше, составляя сотые доли миллиметра a -частицы можно задержать обычным листом бумаги.

Опыты Резерфорда по рассеянию a -частиц на ядрах урана показали, что a -частицы вплоть до энергии 8,8 МэВ испытывают на ядрах резерфордовское рассеяние, т. Подобный характер рассеяния a -частиц указывает на то, что они еще не вступают в область действия ядерных сил, т.

С другой стороны, a -частицы, испускаемые ураном, имеют энергию 4,2 МэВ. Классическая механика этот результат объяснить не могла. Всегда имеется отличная от нуля вероятность того, что частица с энергией, меньшей высоты потенциального барьера, пройдет сквозь вето, т. Этот эффект целиком обусловлен волновой природой a -частиц. Вероятность прохождения a -частицы сквозь потенциальный барьер определяется его формой и вычисляется на основе уравнения Шредингера.

В простейшем случае потенциального барьера с прямоугольными вертикальными стенками см. Таким образом качественно подтверждается закон Гейгера - Нэттола см. Бета-распад - процесс не внутриядерный, а внутринуклонный. В ядре распадается одиночный нуклон. Из закона сохранения энергии следует, что спектр антинейтрино зеркально симметричен спектру электронов. При е-захвате из ядра вылетают нейтрино.

Так как е-захват — двухчастичный процесс, спектры нейтрино и ядра отдачи являются дискретными. Наблюдение дискретного спектра ядер отдачи, образующихся при е-захвате, было первым подтверждением правильности гипотезы Паули. Для того чтобы выполнялись законы сохранения энергии и углового момента при распаде нуклона внутри ядра, оно должно перестраиваться. Поэтому оба эти процесса могут идти для одного и того же ядра и часто конкурируют друг с другом.

Из сравнения условий для этих двух видов распада видно, что с энергетической точки зрения электронный захват более выгоден. В частности, если начальный и конечный атомы удовлетворяют неравенствам. Такая ситуация имеет место при превращении изотопа бериллия 7 Be в результате е-захвата в изотоп лития 7 Li.

В ядре 7 Be происходит электронный захват. Это обусловлено тем, что у позитрона и у электрона, массы, а следовательно и импульсы малы. Поэтому, образовавшись в результате распада нуклона, они не могут долго находиться в ядре в соответствии с соотношением неопределенности. Процесс e-захвата сопровождается испусканием характеристического рентгеновского излучения атомом A,Z Архитектура Биология География Искусство История Информатика Маркетинг Математика Медицина Менеджмент Охрана труда Политика Правоотношение Разное Социология Строительство Физика Философия Финансы Химия Экология Экономика Электроника.

Радиоактивное излучение и его виды. Предыдущая 32 33 34 35 36 37 38 39 Следующая. При e-захвате ядро поглощает один из электронов атомной оболочки обычно из ближайшей к нему K-оболочки , испуская нейтрино. В литературе для e-захвата часто используется термин EC Electron Capture. Паули в г.

Радиоактивный распад

После открытия в г. Ферми предложил называть частицу В. Гипотеза Паули спасла не только закон сохранения энергии, но и законы сохранения импульса и момента. Антинейтрино было экспериментально обнаружено в г.

В этих соотношениях фигурируют массы исходного и конечного ядер, лишенных электронных оболочек, так как в масс-спектроскопических измерениях определяются не массы ядер, а массы атомов ат M. Поэтому в справочных таблицах обычно приводятся массы атомов. Алюминиевая фольга помещается на расстоянии 1 мм от полониевого источника.

При этом фольга испускает излучение, интенсивность которого уменьшается экспоненциально со временем с периодом 3 мин. Аналогичные результаты получены с бором и магнием, причём периоды полураспада различны, а именно: Эти, опыты указывают на существование нового типа радиоактивности, сопровождаемой испусканием, положительных электронов. Мы полагаем, что в случае алюминия реакция происходит следующим образом: Изотоп 30 P является радиоактивным с периодом в 3 мин.

При этом испускается электрон e - и электронное антинейтрино e. К разрешенным переходам относятся переходы, при которых суммарный орбитальный момент l, уносимый электроном и нейтрино, равен нулю. Запрещенные переходы подразделяются по порядку запрета, который определяется орбитальным моментом l. Бета-распады также делятся на переходы типа Ферми, при которых спины вылетающих лептонов антипараллельны, и переходы типа Гамова-Теллера, при которых спины вылетающих лептонов параллельны.

Сильную зависимость вероятности бета-переходов от орбитального момента вылетающих лептонов можно понять из следующего качественного рассмотрения. На ядро с радиусом R налетает частица с импульсом p и прицельным параметром b. Радиусы даже самых тяжелых ядер меньше 10 Фм. Однако квантовые свойства частиц приводят к тому, что такие запрещенные переходы происходят, хотя они и сильно подавлены.

При этом как правило вероятность захвата электрона с K-оболочки гораздо выше, чем вероятность захвата электрона с L-оболочки. Процесс е-захвата сопровождается испусканием рентгеновского излучения, регистрируя которое можно обнаружить процесс е-захвата. Такая ситуация наблюдается при е-захвате в 7 Be.

Период полураспада 7 Be составляет Энергия, высвобождающаяся в результате е-захвата, составляет 0. Изотоп 7 Li в Спектр, образующихся при е-захвате нейтрино дискретный.

Такой переход возможен только при перевороте спина нуклона. Зависимость изменения масс атомных ядер-изобар от заряда ядра Z для нечетных и четных массовых чисел A. Поэтому из-за сил спаривания в атомных ядрах зависимость масс ядер-изобар с четным массовым числом A от заряда Z описывается двумя параболами. Ядра с нечетным массовым числом A располагаются на одной параболе. В ядрах-изобарах с нечетным массовым числом A, как правило, существует один стабильный изотоп.

В данном случае это изотоп 89 Y. В ядрах-изобарах с четным массовым числом A возможны два стабильных изотопа. В данном случае это Sn содержание в естественной смеси изотопов 4.

Смотри также