Дәріс жоспары:
2.9. Радиоактивті ыдырау. Радиоактивті ыдырау заңы.
2.10. Радиоактивті қатарлар (отбасы).
2.11. Трансурандық элементтер.
2.9. Радиоактивті ыдырау. Радиоактивті ыдырау заңы.
Қазіргі уақытта радиоактивтіліктің астында радиациялық және элементар бөлшектер әр түрлі шығарындылары бар басқа ядролардың айналады (стихиялық) стихиялық кейбір атом ядроларының қабілетін түсінеміз. Радиоактивтілік (табиғатта бар тұрақсыз изотоптар байқалады) табиғи және (ядролық реакциялардың өндірілетін изотоптар байқалады) жасанды бөлінеді. Радиоактивті түрлендіру заңдар екі жағдайда бірдей-ақ радиактивтілік жоқ, осы екі түрі арасындағы айырмашылық негізгі емес.
Біз қазірдің өзінде нуклондар үлкен санымен негізгі А. орташа мәнімен негізгі Сондықтан, периодтық ең табиғи радиоактивті ядролар қорғасын аз тұрақты екенін көрдік. Жасанды радиоактивті изотоптар, екі үлкен және А. шағын мәнімен алуға болады
Радиоактивті ыдырауы немесе жай ғана ыдырауы астында өздігінен туындайтын табиғи радиоактивті трансформация ядролары түсіндіріледі. Атом ядросы, радиоактивті ыдырауы анасы деп аталады, ядрода жүретіні - еншілес.
Эксперименттік нәтижелері сериялық айырбастаудан бастан белгілі элементтердің атомдары радиоактивті отбасын қалыптастыру екенін көрсеткен, 1911 жылы Резерфорд және Содди, әрбір мүшесі жоғарыда және кейін өз кезегінде, нысандары пайда болады.
Бұл радий радонның қалыптастыру арқылы салыстыруға болады. Мөрленген құтыға қойсаңыз, газ талдау бірнеше күн көрсетеді, ол радон және гелий пайда болады. Гелий тұрақты болып табылады, және сондықтан ол түзеді, радон өзін ыдырауы.
1 қисық радий болмаған радонның ыдырау заңын сипаттайды. у осіндегі сонымен қатар N арақатынасы, олардың бастапқы санына ядросының радонның ыдырамайтындығын көрсетеді.
Ол мазмұны Rn төмендеуі экспоненталық деп көруге болады. 2 қисық радий қатысуымен радиоактивті радон ядролардың санын көрсетеді.
Радиоактивті заттармен жүргізілген эксперименттер, ешқандай сыртқы жағдайлар (жоғары температурада, магниттік және электр өрістеріндегі, жоғары қысым жылыту) сипаты мен ыдырау жылдамдығына әсер етпейтіндігін көрсетті.
Радиоактивтілік атом ядролардың бір қасиеті болып табылады және белгілі бір энергетикалық күйде ядролардың түрінде, уақыт бірлігінде ыдырау ықтималдығы тұрақты.
Спонтанды) спонтанды процесінің ыдырағаннан бері, ядролардың саны, сынған dN, бойынша, t -дан t+dt-дейін астам уақыт аралығында орта есеппен, уақыт t уақытта және ыдырамаған ядролардың санының N жәнн dt аралығына пропорционал:
,
мұндағы
— радиоактивті ыдырауы
тұрақты деп аталатын
радиоактивті заттың берілген шамасы
тұрақты;
минус белгісі ыдырау процесінде
радиоактивті ядролардың жалпы саны
азаяды деп көрсетеді. Айнымалыларды
бөлу және біріктіру арқылы:
,
аламыз
мұндағы
—
ыдырамаған ядролардың
бастапқы саны
(t = 0 уақыт
моментінде), N—t уақытта
ядролардың
ыдырамаған саны.
Бұл теңдеу
радиоактивті ыдырау
заңын білдіреді,
оған сәйкес
ыдырамған ядролардың
саны геометриялық
прогрессиямен уақыт
бойынша азаяды.
Бұл заң статистикалық орташа қолданылады және тек бөлшектердің жеткілікті үлкен саны үшін жарамды болып табылады. Тұрақты радиоактивті ыдырауы бір секунд бір атомның ыдырау ықтималдығын сипаттайды.
Радиоактивті
ыдырауы процесінің
қарқындылығы екі
мәнімен сипатталады:
жартылай ыдырау
периоды және
радиоактивті ядроның
өмір
сүру уақыты.
Жартылай
ыдырау периоды
— орташа радиоактивті
ядролардың бастапқы
саны екі
есе уақыт.Онда,
,
Табиғи радиоактивті элементтердің жартылай өмірі секунд он миллионыншы жылдар көптеген миллиардтаған түрленеді.
Кез
келген уақытта
t кем экспоненциалды
ыдырауы заңға
табу ненулевое
ықтималдығы ядро
ыдырайтыны
бар. Осы
ядролардың өмір
бойы t артық.
Керісінше, осы
уақытқа дейін
құлдырап басқа
ядролар, әр
түрлі уақытта
t кем өмір
сүрген.Жалпы
өмір сүру
ұзақтығы dN
ядро үшін
.
Барлық ықтимал
осы өрнекті
біріктіру арқылы
t (т.
Е.-тен 0
дейін )
және ядролардың
бастапқы санына
бөліп
,
радиоактивті ядроның
орташа өмір
сүру ұзақтығын
аламыз:
Осылайша, орташа өмір сүру ұзақтығы радиоактивті ядро радиоактивті ыдырауы тұрақты өзара болып табылады ..
Нуклид активтілігі А Радиоактивті көзінде (ортақ нейтрондардың түрлі сандар атом ядроларының атауы N және Z протондар) үлгідегі 1 ядролардың пайда болатын ыдырауы саны болып табылады:
.
СИ-
жүйесіндегі бірлігі —
беккерель (Бк): 1 Бк —
1с ыдырауы бір актісіне келеді онда
нуклидті қызметі. Әзірге, ядролық физика
радиоактивті көзі Біртұтас бірліктері
нуклидті қызметін қолданбалы —
кюри (Ки): 1 Ки=
Бк.
1 кюри 1 г радийдің 1 с ыдырауына тең (
ыдырау/с).
=1
Кюри (С); 1 Кюри =
ыдырау/с.
=
1 R (Резерфорд)
1 R =
ыдырау/с.
Радиоактивті ыдыраудың статистикалық табиғаты. Радиоактивті ыдырау - түбегейлі статистикалық құбылыс. Осы ядро сынған кезде, біз дәл айта алмаймын, және ол тек белгілі уақыт кезеңі ішінде оның ыдырағаннан ықтималдығын көрсетеді болады.
Радиоактивті ядролардың оның өмір барысында «жасы» емес. Олар жасы тұжырымдамасын қолдануға емес, және біз тек өз өмірін орташа уақыты туралы айтуға болады.Ер
Радиоактивті ыдырауы заң статистикалық сипаттағы бастап ол қатаң жүзеге асырылады деп болжайды, үлкен болғанда, кіші болғанда, флуктуация байқалады. Уақыт бірлігінде ядролар ыдырайтын саны аталған заңға сипатталатын орташа шамасы туралы құбылуы керек. Бұл уақыт бірлігінде радиоактивті заттар шығаратын -бөлшектердің санын эксперименталдық өлшеумен расталады.