11. Радиоактивный распад

Альфа-распадом называется испускание ядрами некоторых химических элементов -частиц. Альфа-распад является свойством тяжелых ядер с массовыми числами А>200 и зарядами ядер Ze>82. Внутри таких ядер происходит образование обособленных -частиц, состоящих каждая из двух протонов и двух нейтронов.

При - радиоактивности заряд ядра уменьшается на 2 единицы, а масса – на 4 единицы, например:

Термином бета-распад обозначают три типа ядерных превращений: электронный ( -) и позитронный ( +) распады, а также электронный захват. Первые два типа превращения состоят в том, что ядро испускает электрон (позитрон) и электронное антинейтрино (электронное нейтрино). Эти процессы происходят путем превращения одного вида нуклона в ядре в другой: нейтрона в протон или протона в нейтрон. В случае электронного захвата превращение заключается в том, что исчезает один из электронов в ближайшем к ядру слое. Протон, превращаясь в нейтрон, как бы "захватывает" электрон; отсюда произошел термин "электронный захват". Электронный захват в отличие от ±-захвата сопровождается характеристическим рентгеновским излучением.

-распад происходит у естественно-радиоактивных, а также искусственно-радиоактивных ядер; +-распад характерен только для явления искусственной радиоактивности.

При -распаде заряд ядра увеличивается на единицу, а масса остается неизменной, например:

 - излучением называется электромагнитное излучение, возникающее при переходе атомных ядер из возбужденных в менее возбужденные или основное состояния.  - излучение обычно сопровождает ядерные реакции. Длины волн  - излучения лежат в диапазоне  10^-10210^-13м, а энергия  - квантов лежит в пределах от  10кэВ до 5МэВ.

При - распаде превращения элементов не происходит, но внутренняя энергия ядра уменьшается:

Продукты распада могут быть, в свою очередь радиоактивными.

12. Примеры решения задач

1. Ядро радиоактивного элемента подвергнувшись ряду превращений, потеряло 5 - частиц и 3 -частицы и превратилось в ядро элемента . Определить исходный радиоактивный элемент.

Решение. Потеря - частиц приводит к уменьшению числа Менделеева на единиц, а потеря -частиц приводит к увеличению этого числа на единиц. Таким образом,

откуда

.

На изменение массового числа влияет только потеря - частиц, Каждая из которых имеет массовое число 4:

,

отсюда

.

После подстановки численных значений, получим:

= 83 +2*5-3=90;

=212+5*5=232.

Из таблицы Д.И.Менделеева определяем искомый изотоп:

2. Ядро какого элемента образуется после пяти последовательных α-превращений ₉₂U²³⁴?

Решение. Cогласно правилу радиоактивного смещения при α-распаде образуется новый радиоактивный элемент, смещенный в таблице Менделеева на две клетки влево.

1) ₉₂U²³⁴ →α→ ₉₀X²³⁰ + ₂He⁴, X ≡ Th (торий);

2) ₉₀Th²³⁰ →α→ ₈₈Y²²⁶ + ₂He⁴, Y ≡ Ra (радий);

3) ₈₈Ra²²⁶ →α→ ₈₆Z²²² + ₂He⁴, Z ≡ Rn (радон);

4) ₈₆Rn²²² →α→ ₈₄Q²¹⁸ + ₂He⁴, Q ≡ Po (полоний);

5) ₈₄ Po²¹⁸ →α→ ₈₂D²¹⁴ + ₂He⁴, D ≡ Pb (Свинец).

Ответ: в результате пяти α-распадов образуется изотоп ₈₂Pb²¹⁴.