- Распад
Самопроизвольное превращение нейтронов в протон и наоборот внутри атомных ядер сопровождается испусканием электронов либо позитронов.
Известно три типа -распада
I. Электронный -распад, в котором n в ядре превращается в p, при этом из ядра вылетает электрон, сопровождается излучением антинейтрино.
,
где
- антинейтрино.
При -- распаде образуется ядро с числом протонов на один больше, чем у исходного (материнского) ядра. При этом массовое число А не меняется. При этом общая форма распада
Пример
То есть в результате - -распада происходит смещение элемента в таблице Менделеева на одну клетку вправо.
II. Позитронный распад ( +)
При этом распаде протон в ядре превращается в нейтрон с испусканием позитрона и нейтрона
Паули еще давно при решении уравнения Шредингера предположил существование е+.
Общее уравнение + - распада записывается
изотоп
То есть в такой реакции образуется ядро с зарядом на единицу меньше, чем у исходного, и с тем же А.
Использование закона сохранения энергии к этой реакции привели ученых к выводу, что часть энергии должна уноситься неизвестной частицей, не имеющей заряда и массы покоя и обладающей огромной проникающей способностью. Эту частицу назвали нейтрино.
III. Электронный захват
Материнское ядро с избытком р (по сравнению с n) может захватить орбитальный электрон с какой-либо оболочки. После захвата ядром орбитального электрона атом испускает характеристическое рентгеновское излучение, а один р в ядре превращается в нейтрон.
-
квантов. рентг. излучение
При электронном захвате число p уменьшается на единицу
Н
есмотря
на разнообразие
распад все они обладают одной важной
особенностью – энергетический спектр
-частиц
является сплошным спектром, т.е. энергия
изм. От 0 до некоторого максимального
значения, которое считается энергией
распада.
Тогда энергия -частицы
то есть энергия вылетевшей -частицы зависит от энергии нейтрино.
Теория
-распадов
была построена Энрико Ферми (1933-1934гг),
что привело к открытию нейтрино и
антинейтрино, а также наряду с
теоретическими Паули к существованию
частиц
.
- Распад
-распад сопровождается излучением электромагнитных волн в области сплошного рентгеновского спектра, в результате распада возникает новое ядро с тем же Z и А, но с более низкой энергией. То есть -распад характерен для энергетики возбужденных ядер и, как правило, сопровождает и распад.
.
Самостоятельно «Поглощение рентгеновских лучей»
ЛЕКЦИЯ № 14
Искусственная радиоактивность, ядерные реакции
Ядерные реакции – это взаимодействие двух или более частиц, которое приводит к появлению новых частиц или новых элементов. Ядерные реакции происходят за счет действия ядерных сил, поэтому для наступления ядерной реакции необходимо сблизить частицы до расстояния 10-13см (Основная проблема).
В настоящее время известно порядка 1000 ядерных реакций. Основные характеристики ядерных реакций:
а) запись ядерных реакций
При взаимодействии легких частиц с ядром в результате получается другое ядро и легкие частицы
Ядерные реакции, идущие в несколько этапов (1936 – Бор) с образованием промежуточных ядер, которые называются компаунд-ядрами, принято записывать в виде
Если а = b, то ядерная реакция называется рассеянием.
Вероятность протекания ядерных реакций принято характеризовать двумя величинами.
1. Ядерное время
Это промежуток времени (ядерное время пролета), который требуется частице с энергией 1МэВ, чтобы пройти расстояние, равное диаметру ядра.
сек
То есть время зависит от массового числа элемента.
2. Эффективное сечение ядерной реакции
- количество падающих частиц на систему ядер
n – концентрация ядер в пластине толщиной
- количество частиц, вышедших из пластины.
(Цепная реакция ядер урана, термоядерная реакция синтеза лёгких ядер и устройство атомного реактора самостоятельно.)