Радиоактивность. Виды радиоактивного распада. Закон радиоактивного распада

В настоящее время известны следующие виды радиоактивного распада:

1) Альфа-распад, при котором исходное ядро испускает α-частицу, которая по своему составу соответствует ядру гелия. При таком виде распада исходное ядро превращается в ядро нового элемента с зарядовым числом Z на 2 единицы меньше (то есть смещается в таблице Менделеева на два места влево) и массовым числом на 4 единицы меньше по сравнению с исходным.

Спектр альфа-частиц линейчатый (дискретный), поскольку переход осуществляется между дискретными состояниями материнского и дочернего ядра. Диапазон энергий – несколько мегаэлектронвольт (МэВ). Если возможны переходы на возбужденные состояния дочернего ядра, то альфа-распад будет сопровождаться гамма-излучением.

Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение с очень короткой длиной волны (менее 10^{-10 м). Оно обладает выраженными корпускулярными свойствами и поэтому может быть представлено как поток частиц (фотонов) – квантов электромагнитного поля. Гамма кванты могут рождаться как во время перехода ядер между возбужденными состояниями, так и при торможении быстрых заряженных частиц в поле ядра. Особый случай представляет собой рождение гамма-квантов при встрече электрона с позитроном (антиэлектроном). При этом происходит реакция аннигиляции, то есть материя из формы вещества переходит в форму электромагнитного поля, представленного двумя фотонами, имеющими энергию, определяемую массой покоя электрона (511 кэВ). Поскольку аннигиляция происходит из связанного состояния, кванты разлетаются в строго противоположных направлениях в соответствии с требованием закона сохранения импульса.}

2) Бета‑распад, при котором испускается электрон (β ^-‑распад) или позитрон (β ⁺‑распад). При β ^‑‑распаде один из нейтронов ядра превращается в протон, а при β ⁺‑распаде один из протонов превращается в нейтрон, и массовое число у вновь возникшего ядра не отличается от исходного. Однако при β ^‑‑распаде получаемый в результате химический элемент смещается от исходного положения в таблице Менделеева на одну клетку правее, а при β ⁺‑распаде – на одну клетку левее.

При всех видах бета-распада испускается еще одна частица – нейтрино (n). Эта частица не имеет электрического заряда и ее масса очень мала. Поэтому нейтрино очень слабо взаимодействует с веществом. Однако нейтрино уносит часть энергии, выделяющейся при бета-распаде. Это приводит к тому, что спектр бета-частиц сплошной (от 0 до Е_max), а его форма определяется из законов квантовой механики.

3) Электронный захват (ЭЗ), при котором исходное ядро захватывает электрон К -оболочки атома, при этом один из протонов исходного ядра превращается в нейтрон. Иначе говоря, по своим последствиям, связанным с изменением нуклонного состава ядра, электронный захват эквивалентен β⁺‑распаду. Однако в отличие от β⁺ ‑распада ядра, подвергающиеся ЭЗ, не испускают заряженных частиц.

4) Спонтанное (самопроизвольное) деление ядер, при котором исходное ядро делится на два (реже три) осколка, образование которых сопровождается испусканием 2–3 нейтронов, а также γ‑излучением. Спонтанное деление как вид радиоактивного распада характерно для всех тяжелых ядер (начиная с тория ₉₀Th). Обычно оно идет параллельно с α‑распадом (реже β‑распадом). Для сверхтяжелых ядер (A > 260) спонтанное деление является основным каналом распада ядер, то есть его период полураспада значительно меньше величины других видов распада.

5) Нейтронный распад, при котором исходное ядро испускает нейтрон, в результате чего возникает новое ядро, являющееся изотопом ядра исходного элемента с массовым числом А‑1. Явление нейтронного распада характерно для ядер – осколков, образующихся при делении тяжелых ядер. Испускаемые при таком распаде нейтроны называются запаздывающими. Период полураспада этого вида лежит в пределах от долей секунды до нескольких десятков секунд.

6) Протонный распад (р ‑распад), двухпротонный распад (2р ‑распад), двухнейтронный распад (2n ‑распад) – недавно обнаруженные виды радиоактивного распада, характерные для сверхтяжелых элементов.

Поиск по сайту: