1. fizică nucleară 1.4. β-degradare
Tipuri și proprietăți ale Dezintegrarea beta. Elemente de teoria beta degradare. familia radioactivă
dezintegrarea beta a nucleelor este un proces de transformare spontană a isobars nuclee instabile în miez, ca urmare a emisiei de electroni (pozitroni) sau captura de electroni. Există aproximativ 900 de nuclee-beta radioactive. Dintre acestea, doar 20 sunt naturale, altele sunt obținute prin mijloace artificiale.
Tipuri și proprietăți de dezintegrare beta
Există trei tipuri de β-degradare: β electronice - degradare, pozitroni β + degradare și de captare de electroni (e Capture). Tipul principal este în primul rând.
Când β electronice - dezintegrarea a nucleului un neutronul este convertit într-un proton și o emisie de electroni al antineutrino de electroni.
Exemple: gratuit neutroni degradare
In pozitroni β + dezintegrare unul din miez este convertit în protoni cu emisie de neutroni de electroni încărcate pozitiv (pozitron), neutrinii și e
În cazul unui-captura e nucleul electronic captează un electron din învelișul de electroni (de obicei, K shell) atom propriu.
putrezire Beta posibilă atunci când diferența de greutate în nucleele inițiale și finale depășește suma masei unui electron și un neutrino. Ori de câte ori este posibil energic β + degradare, și e posibil Capture. Beta degradare are loc în nuclee cu orice număr de masă. Caracteristici atunci când dezintegrari beta sunt observate timp de înjumătățire T1 / 2. Formele p ale spectrelor energetice și alte caracteristici.
β Energie - degradare se află în intervalul
Energia eliberată în dezintegrarea beta, distribuit între un electron și un nucleu fiica neutrino. Spectrul energetic al beta-particulelor emise este continuu de la zero la o valoare maximă Eβ. Formulele de calcul al energiei maxime de dezintegrarea beta:
Timpul de înjumătățire plasmatică T1 / 2 este asociat cu o probabilitate de raport dezintegrare λ beta
Probabilitatea de dezintegrarea beta este puternic dependentă de energia beta-degradare (λ
10 -2 sec 15 ani.
Beta degradare apare ca rezultat al interacțiunii slabe - una dintre interacțiunile lor fundamentale. In dezintegrarea beta a nucleelor polarizate a încălcat legea de conservare a paritate (Wu 1956).
Elemente de teoria dezintegrarea beta
Ideea de bază a teoriei lui Enrico Fermi (1934): un electron și un antineutrino emis în procesul de descompunere cu neutroni. nu face parte din neutroni, și se nasc ca rezultat al interacțiunii slabe care transformă un neutron într-un proton. Având în vedere caracterul de rază scurtă de interacțiune slabă, Fermi a propus luând în considerare interacțiunea dintre aceste patru particule (fermioni patru) într-un singur punct la un GF constant. Apoi cariei neutroni liber pot fi reprezentate grafic într-o diagramă feymanovskoy patru linii care se intersectează într-un punct.
Cele patru interacției sugerează că interacțiunea este mediată de slabă particulă intermediară cu rotire 1, doar. interacțiunea electromagnetică este mediată de o particulă vector - un foton (vezi Figura 2.8.). Cu toate acestea, particula - cuantică interacțiune slabă ar trebui să aibă o sarcină electrică și să aibă o masă mai mare. Permanent interacțiune GF slab = 10 -49 erg. cm3 față de masa relației vector boson W
Dacă puneți vectorul de încărcare bosonul g egală cu sarcina unui electron e. masa GEV vectorului bozonice. Acest cuantum de interacțiune slabă (au existat trei) a fost descoperit experimental în 1986.
Familia Radioactive (rânduri)
Stabilitatea nucleelor (medie) scade odată cu creșterea Un număr de nucleoni din nucleu. Toate nuclee grele cu A> 209 sunt instabile în ceea ce privește dezintegrarea alfa. deoarece Coulomb energia repulsiei a protonilor din nucleul devine comparabil cu forțele nucleare de atractie ale nucleonilor. Fiecare nucleu α-dezintegrare pierde patru nucleoni, dintre care doi protoni. Ca urmare, fracțiunea de neutroni în nucleu crește, iar miezul în sine devine mai mică. Prin urmare, nucleul devine energetic mai favorabil pentru a scapa de excesul de neutroni prin procesul de descompunere beta. Alternând degradare a proceselor α și β-dezintegrare, nucleul tinde să se apropie de „-Stabilitate rutier β“, adică de stat. în care numărul de neutroni este aproximativ același număr de protoni.
Legile de deplasare nucleelor când α-degradare (A → A - 4; Z → Z - 2) pentru β-degradare (A → A, Z → Z + 1). Deoarece numărul de masă A la schimbări α-descompunere la 4, iar când A dezintegrare β nu se schimbă, atunci membrii diferitelor familii de radioactive nu „obstrucționată“ unul cu celălalt. Ele formează un lanț de dezintegrare separat (nuclee de lanț), care au ca rezultat izotopii lor stabili.
Numerele de masă ale membrilor fiecărei familii sunt caracterizate formula radioactive
a = 0 pentru familia toriu. a = 1 până la Np semestva, a = 2 pentru familia de uraniu, a = 3 la actinouranium familiei. n - un număr întreg (Tabelul 1.2.).
Radioactive Tabelul 1.2 Family