Până în prezent, nu am vorbit despre regulile care guvernează procesul de dezintegrare radioactivă, și despre radiația care este emisă în același timp. Această radiație, între timp, se află principalul interes, care ne obligă să păstreze un ochi pe aproape tot ceea ce este legat de energia nucleară și arme nucleare.
radiație radioactivă nu este percepută de simțurile umane obișnuite. Prin natura sa, acesta poate fi împărțit în trei tipuri principale, care istoric au fost numite # 945;, # 946; și # 947; - raze. Aceste fascicule reprezintă un flux de particule (# 945; și # 946; - radiații) sau fluxul undelor electromagnetice (# 947; - raze). Sa stabilit ulterior că descompunerea radioactivă este însoțită de emisia de diferite particule elementare (protoni, neutroni, neutrinii, pozitronii, etc.) și toate tipurile de unde electromagnetice (unde radio, lumina, razele X).
În funcție de tipul de radiație, care însoțește procesul de degradare, în baza unor concepte moderne de a distinge cinci tipuri principale de radioactivitate:
1. # 945; - degradare, atunci când împreună cu fiica nucleu apare feed # 945; - particulele care constituie nucleul izotopului;
2. # 946; - degradare, care este însoțită de radiații sau flux de electroni - e -. sau flux de pozitroni - e +. sau reprezintă una dintre captare de electroni cojile de electroni interioare ale atomilor. Aceasta din urmă duce la transformarea unui proton la un atom de neutroni și raze x emisie;
3. fisiune spontană - dezintegrarea spontană a nucleului în două părți aproximativ egale;
4. protoni degradare - însoțită de emisie a unui singur proton pe fiecare act de degradare;
5. Descompunerea doi protoni - atunci când unul conduce la prăbușirea miezului emisiei de doi protoni.
Toate tipurile de transformări ale nucleelor elementului chimic în unul celălalt fluxul de bază, în conformitate cu doar trei reguli:
1. Legea conservării sarcinii electrice - taxa totală egală cu taxa produselor de dezintegrare ale nucleului putrefacție.
2. Legea conservării numărului de nucleoni - valoarea nucleonilor din produsele de degradare este egal cu numărul de nucleoni din nucleu stricăciunii.
3. Legea conservării energiei totale - energia totală a produselor de degradare este egală cu energia totală a nucleului putrefacție.
Dacă vom calcula masa totală a nucleului fiica de odihnă și emise în timpul particulelor radioactive descompuse, este întotdeauna mai mică decât masa restului nucleului părinte, adică un defect de greutate așa-numitele. După cum se știe, orice schimbare a greutății corporale a sistemului corespunde modificărilor echivalentului energetic al sistemului în conformitate cu formula lui Einstein: # 916; E = mc 2. În cazul nostru, aceasta înseamnă că nucleul subsidiar și emiși din particulele de degradare dobândesc o anumită cantitate de energie cinetică, proporțională cu defectul de masă.
În mod normal, toate tipurile sunt însoțite de emisii radioactive # 947; -. Raze, care este un flux de fotoni radiație electromagnetică greu având o lungime de undă de 10 -10 până la 10 -13 m m Acest lucru se datorează faptului că rezultă din dezintegrarea radioactivă a nucleului fiica, în conformitate cu legile mecanicii cuantice, pot fi în mai multe state diferite . În fiecare dintre ele are o energie certă. Condiția cu cea mai mică energie posibilă este cea mai stabilă și este numit primar. Statele rămase sunt încântați. Starea excitată a nucleului poate fi de aproximativ 10 -8-10 -12 s. Apoi, există o tranziție de la starea de sol. Această tranziție poate fi pusă în aplicare printr-o serie de stări intermediare. În acest caz, energiile principale ale diferenței în diferitele state este emis sub formă de # 947; - cuante.
nu vor fi luate în considerare ultimele trei tipuri de degradare (fisiune spontana, cu una și radioactivitate două protoni) destul de rare în natură, și. Să ne locui în mai multe detalii despre # 945; și # 946; degradare.
# 945; - dezintegrarea continuă după cum urmează:
,
unde X - simbolul chimic al mamei, nucleul putrefacție, Y - un simbol al nucleului fiica.
În conformitate cu acest sistem, elementul nou format este deplasat în tabelul periodic pe două numere la stânga, iar greutatea sa atomică este mai mică de patru unități. # 945; - prăbușirea aproape toate se confrunta cu nuclee grele cu Z> 83, și la doar câțiva izotopi cu Z <83, причем периоды их полураспада очень велики (неодим , Т = 5·10 15 лет; платина , Т = 10 12 лет)
energie # 945; particulele produse prin dezintegrarea nucleelor diferitelor elemente chimice, este în mod tipic în intervalul de la 4 la 8 MeV (maximum 10,5 MeV, cel puțin 1,8 MeV). Acest lucru corespunde vitezei de plecare # 945; - particulele unui nucleu de la 1,2 x 10 7 până la 2,0 x 10 7 m / s. Cu toate acestea, energia # 945; - particulele emise de nuclee de același izotop, are doar câteva valori bine definite. Cu alte cuvinte, # 945; -radiation are un spectru de energie discret. Pentru a înțelege acest lucru, amintiți-vă că nucleul fiica poate să apară în diferite stări de energie. În cazul în care nucleul fiica se naște o dată în starea de sol,
.
Având în vedere fenomenul de dezintegrare radioactivă, am presupus tacit că nucleul părinte este întotdeauna în starea de sol. Cu toate acestea, nu este. Este, de asemenea, ca filială, poate avea mai multe stări de energie. Din acest motiv, spectrul # 945; - radiații este compus din mai multe grupuri de linii cu energii apropiate.
degradare beta este în transformare reciprocă intranuclear neutronului și protonului. toate # 946; -raspadchiki - l nuclides cu raportul deranjat de numărul de protoni și neutroni (N / Z) în nucleu.
Dacă există un surplus în nucleul neutronului, nucleul suferă degradare de electroni, în care unul dintre miez de neutroni se transformă într-un proton, care emite un electron și un antineutrino aceasta:
.
Schema de transformare atomica este de forma:
.
Ca un exemplu, să ia în considerare dezintegrarilor atomilor:
, , .
După cum se vede, în această conversie un element secundar în tabelul periodic este deplasat un număr la dreapta, iar valorile numărului de masă rămâne neschimbat.
Dacă raportul N negativ și Z în nucleu din cauza surplusului de protoni, are loc dezintegrarea pozitroni. În acest caz, unul dintre protoni este convertit într-un neutron, pozitroni emisă de nucleu (o particulă de masă egală cu masa electronului și la fel, dar cu sarcină pozitivă), neutrinii:
Transformarea izotopică se realizează conform schemei:
Natura acestor izotopi de test de dezintegrare de azot și de sodiu:
, .
Când pozitroni dezintegra nucleul fiica este mutat în tabelul periodic pe un număr din stânga. Numărul total de nucleoni nu se schimba.
Al treilea tip # 946; dezintegrare constă în faptul că nucleul absoarbe un electron din atomul său. Acest lucru se întâmplă cel mai adesea cu electroni K-strat, electronii sunt prinse mai rar de L sau M straturi. Ca urmare, unul dintre protoni este convertit într-un neutron emițătoare în care neutrinii:
.
acest tip de # 946; descompunere se numește e-captare (K-captare). schema lui este după cum urmează:
.
Un exemplu este dezintegrarea beriliu:
.
Rețineți că e-captare este întotdeauna însoțită de o emisie de raze X caracteristice, deoarece un scaun de electroni se deplasează de la un nivel de energie mai mare.
Ca rezultat, E-captare precum și pentru # 946; + Decay, numărul de masă al nucleului nu se schimbă, iar numărul de serie este decrementat cu unul.
spre deosebire de # 945; -radioactive spectru de energie de electroni și pozitroni nu este discret, deși nucleul, la fel ca înainte, nu poate fi decât în unele state energetice specifice. Acest lucru se datorează faptului că energia de degradare este distribuită între antineutrino de electroni și pozitroni sau între neutrini și destul de arbitrar. În special, în cazul în care neutrinii nu primesc nimic, energia unui electron sau un pozitron este maximă și vice-versa.
Rețineți că tot ce știm despre 1000 izotopi # 946; -raspadchikov. Dintre acestea, doar 20 sunt naturale. Marea majoritate a acestor izotopi se confruntă # 946; - degradare.
În cele din urmă, vom da o scurtă descriere a electromagnetice radiații care însoțește dezintegrarea radioactivă. În primul rând, observăm că descompunerea radioactivă a întregului interval este format din unde electromagnetice de la 0 la ∞. Vom lua în considerare numai # 947; y radiații și raze X, deoarece numai ei sunt capabili de a provoca ionizarea atomilor de substanțe care interacționează.
# 947; -radiation: însoțește cele mai Transformările radioactive interval de lungime de undă # 955; -5 ÷ 10 = 10 -1 nm; v = 3 10 18 3 x 10 ÷ 22Hz; # 949; # 947; = 0,01 ÷ 100 MeV. Dezintegrarea radioactivă sunt emise de regulă # 947; - cuante cu energia de la 0,2 până la 3 MeV.
Raze X: # 955; = 10 -4 m ÷ 80 nm; v = 3,8 · 15 octombrie cu 3 ÷ 10 21 Hz; # 949; EV = 12 ÷ 10 MeV. In cele mai multe cazuri, razele X sunt emise cu o energie de 20eV la 1 MeV.