50.Правила радиоактивного смещения.Закономерность и происхождение альфа, бета,и гамма излучение атомного ядра

правила смещения:

где ^Х — материнское ядро; Y — символ дочернего ядра; He — ядро гелия (а-частица); e — символическое обозначение электрона (заряд его равен — 1, а массовое число — нулю). Правила смещения -следствием двух законов, выполняющихся при радиоактивных распадах, — сохранения зарядовых чисел и сохранения массовых чисел: сумма зарядовых чисел (массовых чисел) возникающих ядер и частиц равна зарядовому числу (массовому числу) исходного ядра. Из правил смещения: массовое число при а-распаде уменьшается на 4, а при (3-распаде не меняется закономерность альфа распада

Примером а-распада служит распад изотопа урана 238U с образованием Th:

Для а-распада характерна сильная зависимость между периодом полураспада Т1/2 и энергией вылетающих частиц. Эта взаимосвязь определяется эмпирическим законом Гейгера — Нэттола (1912), который обычно выражают в виде зависимости между пробегом Ra (расстоянием, проходимым частицей в веществе до ее полной остановки) а-частиц в воздухе и постоянной радиоактивного распада x:(вместо х-лямда)

lnx=A+B*lnRa,где x=ln2/T(1/2), A и B-эмпирические константы

силы, действующие на а-частицы со стороны ядер, описываются законом Кулона.(опыт Резерфорда)

ядро окружено потенциальным барьером, высота которого не меньше 8,8 МэВ.Объяснение а-распада дано квантовой механикой, согласно которой вылет а-частицы из ядра возможен благодаря туннельному эффекту — проникновению а-частицы сквозь потенциальный барьер. из а-радиоактивного ядра а-частицы могут вылетать с энергией, меньшей высоты потенциального барьера. Этот эффект целиком обусловлен волновой природой а-частиц.

Вероятность прохождения а-частицы сквозь потенциальный барьер(уравнение Шредингера)

(D-коэффициент прозрачности,U- высота,l-ширина,E-энергия)

бета распад, нейтрино

При бета-распаде излучается электрон и одна нейтральная частица сперва нейтрино(имеет нулевой заряд, спин 1/2 и нулевую массу, обозначается (0^0)V (β-частица), но затем выяснилось, что антинейтрино. В результате распада одного нейтрона на протон, электрон и антинейтрино, состав ядра увеличивается на один протон, а электрон и антинейтрино излучаются вовне: (Z^A)X→(Z+1^A)Y+(-1^0)e+(0^0)Vе. Соответственно, образовавшийся элемент смещается в периодической системе на одну клетку вперед.бета-электрон рождается в результате процессов, происходящих внутри ядра. Так как при бета~-распаде число нуклонов в ядре не изменяется, a Z увеличивается на единицу. одновременного осуществления этих условий является превращение одного из нейтронов ^-активного ядра в протон с одновременным образованием электрона и вылетом антинейтрино:

_(0^1)n=(1^1)p+(-1^0)e+ (0^0)Ve(антинейтрино)

В одних актах распада большую энергию получает антинейтрино, в других — электрон; в граничной точке кривой на рис. 346, где энергия электрона равна Ептх, вся энергия распада уносится электроном, а энергия антинейтрино равна нулю.

Пример β-распада: (19^40)K→(20^40)Ca+(-1^0)e+(0^0)v.

Бета-распад – это внутринуклонный процесс. Превращение претерпевает нейтрон. Существует также бета-плюс-распад или позитронный бета-распад. При позитронном распаде ядро испускает позитрон и нейтрино, а элемент смещается при этом на одну клетку назад по периодической таблице. Позитронный бета-распад обычно сопровождается электронным захватом.

ГАММА ИЗЛУЧЕНИЕ(^-гамма)

Гамма-распад – это излучение гамма-квантов ядрами в возбужденном состоянии, при котором они обладают большой по сравнению с невозбужденным состоянием энергией. В возбужденное состояние ядра могут приходить при ядерных реакциях либо при радиоактивных распадах других ядер. Большинство возбужденных состояний ядер имеют очень непродолжительное время жизни – менее наносекунды.

Экспериментально установлено, что гамма-излучение не является самостоятельным видом радиоактивности, а только сопровождает а- и (3-pacnaды и также возникает при ядерных реакциях,

^-Спектр является линейчатым. ^-Спектр — это распределение числа ^-квантов по энергиям

В настоящее время твердо установлено, что ^-излучение испускается дочерним (а не материнским) ядром

В настоящее время твердо установлено, что ^-излучение испускается дочерним (а не материнским) ядром

При ^-излучении А и Z ядра не изменяются, поэтому оно не описывается никакими правилами смещения.

Ч-Излучение большинства ядер является столь коротковолновым, что его волновые свойства проявляются весьма слабо.

При этом испускается так называемый электрон конверсии. Само явление называется внутренней конверсией. Внутренняя конверсия — процесс, конкурирующий с ^-излучением.

"у-Кванты, проходя сквозь вещество, могут взаимодействовать как с электронной оболочкой атомов вещества, так и с их ядрами.

основными процессами, сопровождающими прохождение ^-излучения сквозь вещество, являются фотоэффект, комптон-эффект (комптоиовское рассеяние) и образование электронно -позитрониых

Фотоэффект, или фотоэлектрическое поглощение ^-излучения, — это процесс, при котором атом поглощает ^-квант и испускает электрон.