Основные виды радиоактивного распада

В процессе изучения явления радиоактивности были обнаружены 3 вида лучей, испускаемых радиоактивными ядрами, которые получили названия a-, b- и g–излучений. Позже было установлено, что a- и b-частицы – продукты двух различных видов радиоактивного распада, а g-лучи – являются побочным продуктом этих процессов. Кроме того, g-лучи сопровождают и более сложные ядерные превращения, которые здесь не рассматриваются.

Альфа-распад состоит в самопроизвольном превращении ядер с испусканием a–частиц (ядра гелия).

Схема a–распада записывается в виде:

,

где Х, Y – символы материнского и дочернего ядер, соответственно. При записи a-распада вместо "a" можно писать "Не".

При этом распаде порядковый номер Z элемента уменьшается на 2, а массовое число А – на 4.

При a-распаде дочернее ядро, как правило, образуется в возбужденном состоянии и при переходе в основное состояние испускает g-кванты. Общее свойство сложных микрообъектов заключается в том, что они обладают дискретным набором энергетических состояний. Это относится и к ядрам. Поэтому g-излучение возбужденных ядер обладает дискретным спектром. Соответственно и энергетический спектр a-частиц является дискретным.

Энергия испускаемых a-частиц практически для всех a-активных изотопов лежит в пределах 4-9 МэВ.

Бета распад состоит в самопроизвольном превращении ядер с испусканием электронов (или позитронов).

Установлено, что b-распад всегда сопровождается испусканием нейтральной частицы – нейтрино (или антинейтрино). Эта частица практически не взаимодействует с веществом и в дальнейшем рассматриваться не будет. Энергия, выделяющаяся при b-распаде, распределяется между b-частицей и нейтрино случайным образом. Поэтому энергетический спектр b-излучения сплошной.

Существует два вида b-распада.

а) Электронный b^–-распад заключается в превращении одного ядерного нейтрона в протон и электрон. При этом появляется еще одна частица n' – антинейтрино:

.

Электрон и антинейтрино вылетают из ядра. Схема электронного b^– –распада записывается в виде:

.

При электронном b–распаде порядковый номер Z элемента увеличивается на 1, массовое число А не изменяется.

Энергия b-частиц лежит в диапазоне 0,002 – 2,3 МэВ.

б) Позитронный b⁺-распад заключается в превращении одного ядерного протона в нейтрон и позитрон. При этом появляется еще одна частица n – нейтрино:

.

Позитрон и нейтрино вылетают из ядра. Схема электронного b⁺ –распада записывается в виде:

.

Позитрон – это античастица для электрона (антиэлектрон). При встрече позитрона с электроном происходит их аннигиляция (взаимоуничтожение), в результате которой рождаются два g-кванта. Таким образом позитронный b⁺-распад заканчивается g-излучением.

Кроме процессов b-распада имеет место электронный захват. При этом ядро захватывает электрон с одной из внутренних оболочек атома. Схема электронного захвата записывается в виде:

.

При захвате электрона в ядре протон превращается в нейтрон и испускается нейтрино:

.

Сам электронный захват не порождает ионизирующих частиц, но он сопровождается рентгеновским излучением. Это излучение возникает, когда место, освободившееся при поглощении внутреннего электрона, заполняется электроном с внешней орбиты.

Гамма-излучение имеет электромагнитную природу и представляет собой фотоны с длиной волны l £ 10^–10 м.

Гамма-излучение не является самостоятельным видом радиоактивного распада. Излучение этого типа почти всегда сопровождает не только a-распад и b-распад, но и более сложные ядерные реакции. Оно не отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает относительно слабой ионизирующей и очень большой проникающей способностями.

Поиск по сайту: