Бета гниене върху свързаното състояние на атома. Видове ядрени трансформации, алфа и бета разпадват маса брой ядрени
В съответствие с видовете радиоактивни емисии, има няколко вида радиоактивни разпад (видове радиоактивни трансформации). Радиоактивните трансформации са обект на елементи, в ядките, на които твърде много протони или неутрони. Помислете за видовете радиоактивни разпад.
1. Алфа гниене Характерно е за естествени радиоактивни елементи с голям номер на последователност (т.е. с малки обвързващи енергии). Известни са около 160 Alpha активни вида ядра от ядра, главно номера на последователността на тях повече от 82 (z\u003e 82). Алфа упадъкът е придружен от емисии от ядрото на нестабилен елемент на алфа частица, който е ядрото на хелий атом не (в неговия състав 2 протон и 2 неутрон). Таксата за ядрото намалява с 2, номера на масата - с 4.
ZAK → Z-2 A-4 Y + 2 4Ne; 92 238u → 24 не + 90 234-ти;
88 226RA → 2 4HE + 86 222RA + y.
Алфа - повече от 10% радиоактивни изотопи се разлагат.
2. Бета гниене. Редица естествени и изкуствени радиоактивни изотопи преминават в разпадане с излъчващи електрони или позитрони:
а) електронно бета гниене. Характерно е както за естествено, така и за изкуствени радионуклиди, които са скъсани неутрони (т.е. главно за тежки радиоактивни изотопи). Около 46% от всички радиоактивни изотопи са подложени на електронно бета-гниене. В този случай един от неутроните се превръща в и ядрото яде и антинеутрино. Зарядът на ядрото и съответно атомният брой на елемента се увеличава с един, а номерът на масата остава непроменен.
AZ X → AZ + 1 Y + E- + V-; 24194PU → 24195AM + E- + V-; 6429CU → 6430ZN + E- + V-; 4019K → 4020CA + E- + V-.
Когато β-частиците на ядрото на атомите могат да бъдат в възбудено състояние, когато в дъщерното дружество се открие излишък на енергия, което не е заловено от корпускулните частици. Тази излишната енергия се подчертава под формата на гама кванти.
13785Cs → 13756 V + E - + V- + γ γ;
б) Positron Beta гниене. Наблюдават се някои изкуствени радиоактивни изотопи, които в ядрото има излишни протони. Характерно е за 11% от радиоактивните изотопи, разположени в първата половина на масата D.I. Mendeleev (Z<45). При позитронном бета-распаде один из протонов превращается в , заряд ядра и соответственно атомный номер уменьшается на единицу, а массовое число остается без изменений. Ядро испускает позитрон и нейтрино.
AZX → AZ-1U + E + + V +; 3015p → 3014si + E + + V +; 6428ni + E + + V +.
Позитронът, който излиза от ядрото, прекъсва "екстра" атом или взаимодейства с свободен електрон, образувайки чифт "позитрон-електрон", който незабавно се превръща в два гама квантова с еквивалентна маса на частици (E и e) ). Процесът на завъртане на двойката "Позитрон-електрон" два гама квантова се нарича унищожение (унищожаване) и нововъзникващата електромагнитна радиация - унищожение. В този случай трансформацията на една форма на материя (частици на веществото) към друга - гама фотони;
в) електронно заснемане. Това е вид радиоактивна трансформация, когато ядрото на атом улавя електрон от най-близкия до ядрото до ядрото (електронно заснемане) или по-малко от 100 пъти - от l ниво. В резултат на това един от протоните на ядрото се неутрализира от електрон, който се превръща в. Последователният номер на новото ядро \u200b\u200bстава по-малък и номерът на масата не се променя. Ядрата излъчва Антинетрино. Освободеното място, което е заемано на или L-ниво, е запълнено с електрон на по-отдалечен от ядрото на енергийните нива. Излишната енергия, освободена на този преход, се излъчва от атом под формата на характерно рентгеново лъчение.
AZH + E- → AZ-1 Y + V- + рентгеново лъчение;
4019К + E- → AR + V- + рентгено излъчване;
6429SU + E- → 6428 Ni + V- + рентгенова радиация.
Електронното K-улавяне е характерно за 25% от всички радиоактивни ядра, но главно за изкуствени радиоактивни изотопи, разположени в другата половина на масата D.I. Менделеев и с излишни протони (Z \u003d 45 - 105). Само три естествени елемента се подлагат на K-улавяне: калиев-40, лантан-139, лютала-176 (4019K, 15957LA, 17671LU).
Някои ядра могат да се разпадат по два или три начина: от алфа и бета гниене и за улавяне.
Калий-40 е подложен на вече отбелязано, електронно разпадане - 88% и за улавяне - 12%. Мед-64 (6428cu) се превръща в никел (позитрон разпад - 19%, k-улавяне - 42%; (електронно разпадане - 39%).
3. Емисиите на γ-лъчението не е вид радиоактивен разпад (той не трансформира елементите) и е поток от електромагнитни вълни, произтичащи от алфа и бета-разпад на атомните ядра (естествени и изкуствени радиоактивни изотопи) когато дъщерното дружество е излишък на енергия, не е заловен от корпускуларната радиация (алфа и бета частица). Този излишък се подчертава незабавно под формата на гама кванти.
13153i → 13154XE + E- + V- + 2γ кванти; 226888 → 42HE + 22286RN + y KVANT.
4. - Излъчването на протона от ядрото е основно състояние. Този процес може да се наблюдава при изкуствено получени ядра с голям неутрон дефицит:
lUTE - 151 (15171lu) - в него 24 неутрон е по-малък от в стабилен изотоп 17671lu.
Алфа гниене(A-гниене) - вид радиоактивен разпад на атомните ядра, когато се излъчва алфа частица, таксата на ядрото намалява с 2 единици, номерът на масата - с 4. алфа гниещ е характерен за радиоактивни елементи с голям атомен номер Z.
Фиг. един. Схематичен образ на a-decay.
Алфа гниене се нарича спонтанна трансформация на атомното ядро \u200b\u200bс броя на протоните Z. и неутрони Н. Към друго (дъщерно) сърцевина, съдържаща броя на протоните Z.-2 и неутрони Н-2. В този случай се излъчва а-частицата - ядрото на хелий атом 4 // ^ +.
Когато а-разпад на първоначалното ядро, атомният брой на формираното ядро \u200b\u200bнамалява от две единици, а номерът на масата намалява с 4 единици, съгласно схемата:
Примери за а-разпад могат да бъдат разпадането на изотопния уран-238:
(В същото време разпадането на ядрото на торий и автомобила се разпространява с кинетични енергии от 0.07 MeV и 4.18 MEV) и радий-226:
Тук се проявява правило за смяна, формулирано от Fayans и Soddy, се проявява: елемент, образуван от друг елемент, когато излъчва рейз заема място в периодичната система до две групи отляво на източника.
Степента на гнездене на ядрата се характеризира със стойността на полуживота - периодът от време, през който половината от ядрата на този радиоактивен изотоп се разпада. Повечето радиоактивни изотопи имат сложни схеми за разпадане. В такива случаи диаграмите показват процента на този вид радиация по отношение на общия брой преходи (фиг. 1 и 2).
Фиг. 2. Схема за разрушаване 230 Th.
Пълна енергия на A-decay:
където E A. - енергийни а-частици, E tl. - Енергията на атома на възвръщаемостта и аз "SB е енергията на възбуждането на дъщерно ядро.
За по-лесни за носене на нуклиди (l
Кинетична енергия на а-частици с алфа гниене (E и) Определени от масите на източника и крайното ядро \u200b\u200bи частица. Тази енергия може да бъде донякъде намалена, ако крайното ядро \u200b\u200bе образувано в възбудено състояние и, напротив, е леко увеличено, ако ядрото, излъчващо частица (такива частици с повишена енергия се наричат \u200b\u200bдълъг край). Въпреки това, във всички случаи енергията на разпадане винаги е свързана с разликата в масите и нивата на възбуждане на първоначалните и крайните ядра, и следователно спектърът на излъчваните а-частици винаги не е твърдо, а линейно.
Енергия, освободена в разпадането
където Ма. и m a -4 - масите на майчиното и дъщерното дружество, M a - Маса на частица. Енергия Д. Тя е разделена между частица и дъщерното дружество е обратно пропорционално на техните маси, откъдето и да е енергията на частиците:
Далечна енергия:
Възвръщаемостта на дъщерното ядро \u200b\u200bобикновено е в областта на О, 1 MeV, която съответства на дължината на движение във въздуха, равна на няколко милиметра.
На земните условия има около 40 а-радиоактивни изотопа. Те се комбинират в три радиоактивни реда, които започват с 2 3 6 U ( НО \u003d 477), 2 3 8 U (НО \u003d 477 + 2), 2 35U ( НО \u003d 477 + 3). Те могат да бъдат условно (защото изотопите на тази серия успяха да се разпръснат по време на съществуването на земята), атрибут четвърти ред, който започва с 2 3? Np (l \u003d 477 + 1). След серия от последователни упадъци се образуват стабилни ядки с близки или равни магически числа по броя на протоните и неутроните (Z \u003d 82, n \u003d 126), съответно, 2O8 pb, 2O6 pb, 2 ° 7 р, 2 ° 9b . Времето на живота "- живите ядра лежат вътре yU 17.години (2 ° 48) до 3RD * 7.c (212 RO). Дълготрайни са нуклиди и 2 секции, * 44Ne, 17 4HF, чийто полуживот са
(2 + 5) 10 * 5 години.
Фиг. 3. плоски снопове на лъч от източника на малък размер: а - източник 210 RO, една група от лъч; B - Източник 227-та, две групи с течение на неподвижна дължина; B - Източник 2U BI + 2N PO, два а-частици са видими 211p0; G е източник на ~ 8 и с продукти от гниенето му ^ Ra, 2 3-ти, 21B RO, 212 BI + 212 PO 6 групи.
Алфа разлагането е възможно, ако свързващата енергия на а-частица спрямо майчиното ядро \u200b\u200bе отрицателна. За да бъде ядрото да бъде радиоактивно, условието е следствие от закона за енергоспестяване
M (ah?) \u003e M (l-4 ^ -2) + m а, (9) \\ t
където M (a, z) и M (a-4, Z-2) - съответно масата на първите и крайните ядра, M a. - Масови частици. В този случай, в резултат на разпада, крайната сърцевина и а-частицата придобиват общата кинетична енергия. Д.
Кинетичните енергии на а-частиците варират от 1.83 MeV (* 44ND) до 11.65 MeV (Izomer 212sh RO). Енергията на а-частиците, излъчвана от тежки RAS от основните държави е 4 + 9 MeV, и емитиран от редкоземни елементи 2 + 4.5 MeV. Пробег А-частица с типична енергия Д. A \u003d 6 MeV е -5 cm във въздуха при нормални условия и 05 mm в А1.
Фиг. четири. Експериментален спектър на плутоний изотопи.
Спектърът на частиците, произтичащи от разпадането на майчиното ядро, често се състои от няколко моно-енергийни линии, съответстващи на квантови преходи към различни енергийни нива на дъщерното ядро.
Тъй като а-частицата няма обратно, правилата за подбор по време на движението I Л. И готовността, която възниква от съответните закони за опазване, са прости. Ъглов момент Л. Или частиците могат да приемат стойности в интервала:
където /, и Ако имаш- Ъгловите моменти на първоначалното и крайното състояние на ядрата (майчина и дъщерно дружество). В същото време, само стойностите на L са разрешени, ако готовността на двете страни съвпада и нечетно, ако паритетът не съвпада.
Фиг. 5. Зависимост на LG. T. от E a "1/2 За гласуване изотопи, Полония, Радон и Радиа.
Имотът на а-разпад е наличието на определена и по-успешна зависимост между енергията на "-caditz излъчвана и полуживот на" -разактивните ядра на полуживота. С малка промяна в енергията на а-частиците, периодите на полуживота (t) се променят за много поръчки. Така че в 2 s 2 t до? "\u003d 4.08 mev, 7 \u003d 1.41 10 долара, и 2l8 th E a \u003d.9.85 mev, T. \u003d Yu mks. Промяната в енергията е два пъти повече от промяната в полуживота на 24 поръчки.
За еднопосочни изотопи от един елемент, зависимостта на полуживота на енергията на а-разпада е добре описана от съотношението (закон на гейгер-nettolla):
където CI и C2 са константи, слабо зависими от Z.
За постоянно гниене законът на Geiger-Nesol има формата:
където bINB 2 - Константи и b 2 - Общи, А. Б. - индивидуален за всеки естествен ред, \\ t R - Мъжката дължина a-частица във въздуха, E a - Енергийни частици.
Зависимостта от този вид е емпирично установена през 1912 г. G.Gejer и J. Nyollom и теоретично обосновани през 1928 г. Г. Гамен в резултат на квантово-механично отчитане на процеса на а-разпадане, който се случва чрез тунелния преход. Теорията описва прехода между основните състояния на балната бални ядрени. За странни, топка, не-вертикални и нечетни ядра се запазва общата тенденция, но техният полуживот от 2-1000 пъти повече, отколкото за добре познато ядра с Z и E.
Разпространението на A-радиоактивността до голяма степен определя именно силната зависимост на живота на такива ядра върху енергията на техния срив. Тази енергия е положителна, ако полуживотът е в рамките на KG 12 секта \u003d YU 1B години активност 1 g изотоп с НО\u003d 200 е само 1.810 m2 ki).
За изотоми от елементи с Z.
Известни са повече от 200 A-активни ядки, разположени главно в края на периодичната система, зад оловото (z\u003e 82), което завършва пълнежа на протонната ядрена обвивка с Z \u003d 82. Alpha Decay е свързан с
куломско отблъскване, което се увеличава като размера на ядрата, увеличава по-бързо (като Z2), отколкото ядрените сили на привличане, които се увеличават линейно с нарастващ брой на масата А.
Фиг. 6. Зависимостта на енергията на а-разпадането на изотопите на елементи, започващи от полоний (Z \u003d 84) към фермата (Z \u003d IOO) от броя на неутроните в ядрата.
Има и около 20 а-радиоактивни изотопа на редкоземни елементи (A \u003d I40-RI6O). Тук а-дезинтеграцията е най-характерна за ядрата N \u003d. 84, които при излъчващи частици се превръщат в ядро \u200b\u200bс пълна обвивка на неутрон (N \u003d. 82). Има и малка група от емитери в интервала между редката земя и тежки ядра и има няколко ядра с неутронно дефицит с ~ софтуер.
Времето на активната ядра варира широко: от 3-10- "сек (за 2.2 RO) до (2-5) -10 * 5 l (естествени изотопи" 42 ce, * 44nd, wh. Разлагането е в рамките на 44-9 MeV (с изключение на случаите на дългосрочни а-частици) за всички тежки ядра и 24-4,5 mev за редки земни елементи. Обобщение на данните за енергиите на а-разпадането на A-Radioактивен Изотопите на елементи с Z \u003d 84 -100 са представени на фиг. 6
В теорията на а-разпада се предполага, че майчиното ядро \u200b\u200bе за - частици от потенциална яма, която е ограничена от потенциална бариера. Енергията на частиците в ядрото е недостатъчна, за да се преодолее тази бариера. Отпътуването на а-частици от ядрото е възможно само поради квантово-механично явление, което се нарича тунелен ефект. Според квантовата механика, има различно от нула вероятността от частици преминава през потенциалната бариера. Феноменът на тунелиране е вероятност.
Тунелен ефект(тунелиране) - преодоляване на микрочастицата на потенциална бариера в случая, когато общата му енергия (оставаща в тунела е непроменена) по-малка от височината на бариерата. Тунелен ефект - феноменът на квантовата природа, невъзможен в класическата механика; Аналог на тунелния ефект в оптиката на вълната може да бъде проникването на светлинната вълна вътре в отразяващата среда при условия, когато от гледна точка на геометричната оптика има пълно вътрешно отражение. Феноменът на тунелния ефект е в основата на много важни процеси в атомната и молекулярна физика, в физика на атомното ядро, твърдо тяло и др. В крайна сметка тунелът се обяснява с съотношението на несигурността.
Фиг. 7.
Основният фактор, определящ вероятността от гниене и нейната зависимост от енергията на частицата и обвинението на ядрото е бариерата на кулоба. Най-простата теория на а-разпада се свежда до описанието на движението на а-частицата в потенциална яма с бариера (фиг. 7). Тъй като енергията на а-частиците е 5-та МЕВ, и височината на куломската бариера при тежки ядра от 254-30 мев, заминаването на а-частиците от ядрото може да възникне само поради тунелния ефект, вероятността което се определя от преградната пропускливост. Вероятността за департамент експоненциално зависи от енергията на частицата.
На фиг. 7 показва зависимостта на потенциалната енергия на взаимодействието на частица с остатъчна сърцевина, в зависимост от разстоянието между техните центрове. Потенциалът на кулона се отрязва на разстояние R, което е приблизително равно на радиуса на остатъчното ядро. Височината на бариерата на кулона е пряко пропорционална на заряда на ядрото, зареждайте а-частиците и обратно пропорционални R \u003d r (1 / s, G 0 - радиусът на ядрото. Това е доста важно, например, за 2 секунди ** и куломската бариера има височина от 30 MeV, според класическите идеи, частица с енергия от 4.5 MEV не може да преодолее такава бариера. Въпреки това, поради техните свойства на вълната, частица такава бариера все още преодолява.
В енергийната диаграма на ядрото могат да бъдат разграничени три области:
аз "- сферична потенциална биберска яма В. В класическата механика a-частица с кинетична енергия E a + v 0 може да се движи в тази област, но не е в състояние да изключи. В тази област има силно взаимодействие между а-частицата и остатъчното ядро.
R район на потенциална бариера, в която потенциалната енергия е по-голяма от енергията на частица, т.е. Това е забранена за класическа частица.
7 *\u003e Г-н - област извън потенциалната бариера. В квантовата механика има преминаване на частица през бариерата (тунелиране), но вероятността за това е доста малка.
Теорията на тунелинга Гама обясни силната зависимост на периода на полуживот на възглавничките йнуддис от енергията на частиците. Въпреки това, ценностите на полуживота за много ядра бяха предсказани с големи грешки. Ето защо теорията на Гамова многократно е подобрена. Тя е взета предвид като възможността за разлагане на ядрата с ненулев орбитален инерция и силната деформация на ядрата (а-частиците са по-точно по протежение на голямата ос на елипсоида и средната вероятност от заминаването е различна от това за сферичното ядро) и т.н. В теорията на Гамов, структурата на държавите от първоначалното и окончателното ядра и проблема с формирането на частица в основата, чиято вероятност е равна на 1. за балони, това приближение е доста добре описано чрез експеримент. Въпреки това, ако преструктурирането на структурата на първоначалното ядра до окончателно е трудно трудно, тогава изчислените стойности на полуживота могат да се променят с два порядъка.
Алфа частица не съществува в а-дезинтегриращото ядро \u200b\u200bпрез цялото време и с някаква крайна вероятност на повърхността му преди заминаването. В повърхностния слой на тежки ядра има анални групи нуклеони, състоящи се от два протони и два неутрона (A-клъстери). Известно е, че A - разпадането продължава 2- ^ 4 от поръчката по-бързо, когато а-частица е оформена от неутронни и протонни двойки, в сравнение с разпадането, когато а-частицата се образува от несвързани нуклеони. В първия случай, гниенето се нарича благоприятно и всички преходи са осигурени между основните състояния на балната ядки. Във втория случай гниенето се нарича неблагоприятно.
1. Физика на атомното ядро \u200b\u200b1.4. β-гниене
1.4. Бета гниене.
Видове и свойства на бета разпадането. Елементи на теорията на бета-разлагането. Радиоактивни семейства
Бета гниене Ядрата се нарича процес на спонтанно превръщане на нестабилното ядро \u200b\u200bв сърцевината-изобар в резултат на излъчването на електрон (позитрон) или електронно улавяне. Известни са около 900 бета радиоактивни ядра. От тях само 20 са естествени, а останалите се получават чрез изкуствено.
Видове и свойства на бета разпад
Има три вида β -Рест: електронни β - -pad, позитрон β + - SPAD и електронно захващане ( д.- Улавяне). Главният изглед е първият.
За електронно β. – - Един от неутроните на ядрото се превръща в протон с емисиите на електрон и електронен антиненеутрино.
Примери: безплатно неутрон
, T. 1/2 \u003d 11.7 min;
дезинтеграция на тритий
, T. 1/2 \u003d 12 години.
За positron β. + - Един от протоните на ядрото се превръща в неутрон с емисиите на положително таксуван електрон (позитрон) и електронен неутрино
. (1.41b)
Пример
·
От сравнението на периодите на полуживот на генеричните екипи от семействата с геоложката време на живота на Земята (4,5 милиарда години), ясно е, че по същество на земята на волана-232 почти всички, \\ t Uranium-238 прекъсна приблизително половината, уран-235 - предимно Нептун-237 почти всички.
Алфа и бета радиация обикновено се наричат \u200b\u200bрадиоактивни разпадания. Това е процес, който е емисиите от ядрото, произхождащи от огромна скорост. В резултат на това атомът или неговият изотоп може да се превърне от един химичен елемент в друг. Алфа и Бета разпадат ядрата са характерни за нестабилните елементи. Те включват всички атоми с номер на зареждане, по-голям от 83 и масивен брой над 209.
Условия за реакция
Дезинтеграция, подобно на други радиоактивни трансформации, е естествено и изкуствено. Последният се случва поради всяка чужда частица в ядрото. Колко алфа и бета разпад могат да преминат атом - зависи само от това как се достига скоро стабилното състояние.
При естествени обстоятелства са намерени алфа и бета-минус.
С изкуствени условия има неутрон, позитрон, протон и други, по-редки разновидности на упадъци и трансфери на ядрата.
Тези имена дадоха изследването на радиоактивното излъчване.
Разликата между стабилното и нестабилното ядро
Способността да се разпад директно зависи от състоянието на атома. Така наречената "стабилна" или нереактивна сърцевина се характеризира с безпрецедентни атоми. На теория, наблюдение на такива елементи може да се извърши до безкрайност, за да се убедят най-накрая за тяхната стабилност. Това отнема това, за да се разделят такива ядра от нестабилни, които имат изключително дълъг полуживот.
По погрешка такъв "бавен" атом може да бъде приет за стабилен. Въпреки това, ярък пример може да бъде ellur и по-конкретно, неговия изотоп с номер 128, имащ 2.2 · 10 24 години. Този случай не е частичен. Лантан-138 е подложен на полуживот, който е 10 11 години. Този период е на тридесет пъти повече от възрастта на съществуващата вселена.
Същността на радиоактивното гниене
Този процес е случайно. Всеки дезинтегриращ радионуклид придобива скоростта, която е постоянна за всеки случай. Скоростта на разпадане не може да се промени под влиянието на външни фактори. Няма значение, реакцията ще се появи под влиянието на огромна гравитационна сила, с абсолютна нула, в електрическо и магнитно поле, по време на всяка химическа реакция и така нататък. Възможно е да се повлияе на процеса само чрез пряко влияние върху вътрешността на атомното ядро, което е почти невъзможно. Спонтанната реакция и зависи само от атома, в който възниква вътрешното му състояние.
При споменаването на радиоактивни обеззаразяване терминът "радионуклид" често се среща. Тези, които не са запознати с това, трябва да са наясно, че тази дума обозначава група атоми, които имат радиоактивни свойства, собствен брой на масовия номер, атомния номер и енергийното състояние.
Различни радионуклиди се използват в технически, научни и други сфери на човешкия живот. Например, в медицината, тези елементи се използват при диагностициране на заболявания, преработка на лекарства, инструменти и други елементи. Има дори редица терапевтични и прогностични радио продукти.
Също толкова важно е определението за изотоп. Тази дума се нарича специален вид атоми. Те имат същия атомен номер, като конвенционален елемент, обаче, голяма маса. Тази разлика е причинена от количеството неутрони, които не засягат заряда, като протони и електрони, но променят масата. Например, в прост водород има цели числа 3. Това е единственият елемент, посочените имена бяха присвоени на имената: деутерий, тритий (единственото радиоактивно) и мито. В други случаи имената са дадени в съответствие с атомните маси и основния елемент.
Алфа гниене
Това е вид радиоактивна реакция. Характерно е за естествени елементи от шестия и седмия период на таблицата на химическите елементи на Менделеев. По-специално за изкуствени или трансюрански елементи.
Елементи, подлежащи на алфа гниене
Метали, за които това разпад се характеризира с торий, уран и други елементи на шестия и седмия период от периодичната таблица на химическите елементи, броене от бисмут. Процесът също е изложен на изотопи от броя на тежките елементи.
Какво се случва по време на реакцията?
С алфа гниене емисиите започва от ядрото на частиците, състоящи се от 2 протони и неутронни двойки. Избраният частици е ядрото на хелий атом, с маса от 4 единици и заряда +2.
В резултат на това се появява нов елемент, който се намира на две клетки вляво от оригинала в периодичната таблица. Такова местоположение се определя от факта, че първоначалният атом загуби 2 протон и в същото време първоначалната такса. В резултат на това масата на изотопа е възникнала за 4 масови единици намалява в сравнение с първоначалното състояние.
Примери
По време на такъв колапс на уран се образува торий. Радий се появява от Торария, от него - Радон, който в крайна сметка дава полоний и в крайна сметка. В същото време изотопите на тези елементи възникват в процеса, а не сами. Така че се оказва уран-238, торий-234, радий-230, радон-236 и по-нататък, вдясно до появата на стабилен елемент. Формулата на такава реакция е както следва:
TH-234 -\u003e RA-230 -\u003e RN-226 -\u003e PO-222 -\u003e PB-218
Скоростта на изолираната алфа частица по време на емисиите варира от 12 до 20 хиляди км / и. Да бъдеш във вакуум, такава частица би молила земното кълбо 2 секунди, движейки се по екватора.
Бета гниене
Разликата между тази частица от електрона - на мястото на появата. Дезинтеграцията на бета се случва в ядрото на атома, а не като електронна обвивка. Най-често се случва от всички съществуващи радиоактивни трансформации. Тя може да се наблюдава от почти всички съществуващи химични елементи. От това следва, че всеки елемент има поне един експозиционен изотоп. В повечето случаи бета-разграждането на бета-минус разлагането.
Реакция
С този процес се изхвърля от електронната сърцевина, която възникна поради спонтанна трансформация на неутрона в електрона и протон. В същото време протоните, дължащи се на по-голямата маса, остават в ядрото, а електронът, наречен бета-минус частица, оставя атома. И тъй като протоните станаха повече на единица, ядрото на самия елемент се променя в голяма страна и се намира вдясно от оригинала в периодичната таблица.
Примери
Разбивката на бета с калиев-40 го превръща в калциевия изотоп, който се намира вдясно. Радиоактивен калций-47 става сканда-47, който може да се превърне в стабилен титан-47. Как изглежда такова бета гниене? Формула:
CA-47 -\u003e SC-47 -\u003e TI-47
Скоростта на заминаване на бета-частица е 0,9 от скоростта на светлината, равна на 270 хиляди км / и.
В природата бета активните нуклиди не са твърде много. От тях са доста малки. Пример може да бъде калиев-40, който в естествената смес съдържа само 119/10000. Също така естествените бета-минус активни радионуклиди измежду най-значимите продукти са продуктите на алфа и бета гниене на уран и торий.
Разбивката на бета има типичен пример: торий-234, който с алфа гниене се превръща в протактиний-234, а след това по същия начин става уран, а другият му изотоп на номер 234. Този уран-234 отново се дължи на Алфа гниене става торий, но вече друго разнообразие. Тогава този торий-230 става радиат-226, който се превръща в радон. И в една и съща последователност, точно до талий, само с различни бета преход. Тази радиоактивна бета намалява появата на стабилна олово-206. Тази трансформация има следната формула:
TH-234 -\u003e PA-234 -\u003e U-234 -\u003e Th-230 -\u003e Ra-226 -\u003e RN-222-\u003e при -218 -\u003e PO-214 -\u003e BI-210 -\u003e PB-206
Естествените и значими бета-активни радионуклиди са K-40 и елементи от талий до уран.
Разпределение Бета плюс
Има и бета плюс трансформация. Също така се нарича Positron Beta гниене. Това се случва в ядрото на частиците под името на позитрона. Резултатът се превръща в трансформацията на източника на източника в останалите останали, което има по-малък брой.
Пример
Когато се появи електронното бета гниене, магнезий-23 става стабилен натриев изотоп. Радиоактивна Европа-150 става самариум-150.
Получената реакция на бета разпад може да създаде бета + и бета емисия. Скоростта на отклонение на частиците в двата случая е 0.9 от скоростта на светлината.
Други радиоактивни разпадания
Освен такива реакции като алфа гниене и бета разпад, формулата на която е широко известна, има и други, по-редки и характерни за изкуствени радионуклиди.
Неутронно разпадане. Има емисия на неутрална частица от 1 басионни единици. По време на него един изотоп се превръща в друг с по-малка маса. Пример за това е превръщането на литиево-9 в литиев-8, хелий-5 в хелий-4.
Когато се облъчва с гама-кванти, стабилен изотоп на йод-127, той става изотоп с номер 126 и придобива радиоактивност.
Протон гниещ. Това е изключително рядко. По време на него има емисия на протон, който има такса от +1 и 1 единица маса. Атомното тегло става по-малко за стойност.
Всяка радиоактивна трансформация, по-специално радиоактивни разлагането, са придружени от освобождаването на енергия под формата на гама радиация. Тя се нарича гама кванти. В някои случаи се наблюдава рентгенова радиация, която има по-малко енергия.
Това е поток от гама кванти. Тя е електромагнитна радиация, по-твърда от рентгенова снимка, която се използва в медицината. В резултат на това се появява гама кванти, или енергийните потоци от атомното ядро. Рентгеновата радиация също е електромагнитна, но възниква от електронните черупки на атом.
Пробив на алфа частици
Алфа частици с маса от 4 атомни единици и такса +2 се движат. Поради това можем да говорим за пробега на алфа частици.
Стойността на движение зависи от първоначалната енергия и варира от 3 до 7 (понякога 13) cm във въздуха. В гъста среда има стотен милиметър. Такова радиация не може да счупи лист хартия и човешка кожа.
Поради собствената маса и номера на заряда на алфа частица, има най-голямата йонизираща способност и унищожава всичко по пътя. В това отношение алфа радионуклиди са най-опасни за хората и животните, когато са изложени на тялото.
Проницаващ капацитет на бета частици
Благодарение на малък брой на масата, който е 1836 пъти по-малък от протон, отрицателен заряд и размер, бета радиацията има слаб ефект върху вещество, през което лети, но повече от полет по-дълъг. Също така, пътеката на частицата не е ясна. В това отношение те говорят за проникващата способност, която зависи от получената енергия.
Проникващи способности в бета частици, възникнали по време на радиоактивен разпад, във въздуха достига 2.3 m, в течности, изчислението се извършва в сантиметри и в твърди вещества - във фракции от сантиметър. Тъканите от човешкото тяло са дълбочина 1,2 см в дълбочина. За да се предпази от бета-лъчение, прост слой вода може да се сервира до 10 cm. Потокът от частици с достатъчно голяма енергия от 10 meV е почти всички погълнати от такива слоеве: въздух - 4 m; алуминий - 2.2 cm; Желязо - 7.55 мм; Олово - 5.2 мм.
Като се имат предвид малките размери, бета-лъчевите частици имат малка йонизираща способност да се сравняват с алфа частици. Въпреки това, когато влязат вътре, те са много по-опасни, отколкото по време на външното облъчване.
Най-големите проникващи индикатори сред всички видове радиация в момента имат неутрон и гама. Пробивът на тези радиация във въздуха понякога достига десетки и стотици метри, но с по-малки йонизиращи индикатори.
Повечето от изотопите на гама кванти в енергия не надвишават показателите на 1.3 MEV. Поводът е ценностите от 6.7 MeV. В това отношение слоевете от стомана, бетон и олово се използват за защита срещу такова радиация за изчезване на затихването.
Например, до десет пъти, за да отслабнете кобалтовата гама радиация, защитата на оловото е необходима с дебелина около 5 cm, за 100-кратно отслабване, тя ще отнеме 9.5 cm. Защитата на бетон ще бъде 33 и 55 см и воден - воден - 70 и 115 cm.
Йонизиращи неутрони зависят от техните енергийни индикатори.
С всяка ситуация най-добрият защитен метод от радиация ще бъде максималното разстояние от източника и като малко забавление във високата радиационна зона.
Разделяне на ядрени атоми
Под атомите се има предвид спонтанно или под влияние на неутрони, на две части, приблизително равни по размер.
Тези две части стават радиоактивни изотопи от елементи от основната част на таблицата с химична елемент. Започнете от мед до лантаниди.
По време на изолацията се счупва двойка допълнителни неутрони и излишък от енергия под формата на гама кванти, която е много по-голяма, отколкото когато се появява радиоактивен разпад. Така, с един акт на радиоактивен разпад, възниква един гама-квантов и 8.10 гама кванти по време на акта на разделяне. Също така разпръснатите фрагменти имат по-голяма кинетична енергия, преместване в топлинни индикатори.
Издадените неутрони могат да провокират отделянето на чифт сходни ядра, ако са разположени близо до и неутроните влязоха в тях.
В това отношение вероятността за разклонението, ускоряваща верижна реакция на отделянето на атомните ядра и създаването на голямо количество енергия.
Когато такава верижна реакция се контролира, тя може да се използва при определени цели. Например за отопление или електричество. Такива процеси се извършват върху атомните електроцентрали и реакторите.
Ако загубите контрол върху реакцията, се случва атомната експлозия. Това се използва в ядрените оръжия.
In vivo има само един елемент - уран, който има само един разделящ изотоп с номер 235. Това е оръжие.
При обикновен уран от атомния реактор от уран-238 под влиянието на неутроните се образува нов изотоп под номер 239 и от него - плутоний, който е изкуствен и не се среща в естествени условия. В същото време, възникващи плутоний-239 се използва в целите на оръжията. Този процес на разделяне на атомните ядра е същността на всички атомни оръжия и енергия.
Такива явления като алфа гниене и бета гниет, формулата на която се изследва в училище, е широко разпространено в нашето време. Благодарение на тези реакции има атомни електроцентрали и много други продукции, основани на ядрената физика. Въпреки това, не забравяйте за радиоактивността на много такива елементи. Когато работите с тях, изисква специална защита и спазване на всички предпазни мерки. В противен случай това може да доведе до непоправима катастрофа.
Тежкият йон се отварят фундаментално нови възможности в изследването на свойствата на екзотичните ядра. По-специално, те позволяват натрупване и дълго време да използват напълно йонизирани атоми - "голи" ядра. В резултат на това става възможно да се изследват свойствата на атомните ядра, които нямат електронна среда и в която няма въздействие на външната електронна обвивка в атомното ядро.
Фиг. 3.2 Схема за улавяне в изотопа (вляво) и напълно йонизирани атоми и (вдясно)
Разпадането на свързаното състояние на атома е открито за първи път през 1992 г., β------Espad се наблюдава напълно йонизиран атом в асоциирани атомни състояния. Ядрото от 163 гл на диаграмата N-Z на атомните ядра е маркирано с черно. Това означава, че това е стабилно ядро. Всъщност, влизайки в неутралния атом, ядрото 163 гл е стабилно. Неговото основно състояние (5/2 +) може да бъде уредено в резултат на e-улавяне от основното състояние (7/2 +) ядрото 163 хо. Ядрото 163 хо, заобиколено от електронна обвивка, β - -Radioактивно и нейният полуживот е ~ 10 4 години. Това обаче е вярно само ако разгледаме ядрото, заобиколено от електронна обвивка. За напълно йонизирани атоми картината е фундаментално различна. Сега основното състояние на ядрото 163 dy се дължи на енергията над основното състояние на ядрото 163 хо и възможността за разпадане 163 ди (фиг. 3.2)
| → + E - + E. | (3.8) |
Електрон-монтиран електрон може да бъде заловен на свободна или L-Shell Ion. В резултат на това гниенето (3.8) има формата
→ + E - + E (в съответното състояние).
Енергията на β-разпадането на K и L-обвивка е равна на (50.3 ± 1) keV и (1.7 ± 1) CEV. За да се спазват разпадането на асоциираните щати на К и L-обвивката в кумулативния пръстен на ESR в GSI, са натрупани 10 8 напълно йонизирани ядра. По време на времето за натрупване, ядките бяха оформени в резултат на β + -wait (Фиг. 3.3).
Фиг. 3.3. Динамиката на натрупването на йони: А - ток, натрупан в ESR йоннокулирания пръстен по време на различни етапи на експеримента, р-интензивността на DY 66 + и HO 67+ йони, измерени чрез външни и вътрешни позиционни и чувствителни детектори, \\ t съответно
Тъй като HO 66+ йони имат почти същото съотношение m / q като основните йони на база DY 66+, те се натрупват на една и съща орбита. Времето за натрупване е ~ 30 минути. За да се измери полуживота на ядрото DY 66+, натрупаният на орбитата лъч е необходим за почистване от приятните йони HO 66+. За почистване на лъча от йони към камерата, реактивният струя на аргон се инжектира с плътност от 6 · 10 12 атом / cm2, с диаметър 3 mm, който пресича натрупания лъч на йони във вертикалната посока. Поради факта, че IONSHO 66+ заснема електрони, те отпаднаха с равновесна орбита. Почистването на лъча се състоя за около 500 s. След това газовата струя се припокрива и в пръстена продължава да циркулира DY 66+ йони и новоценната (след изключване на газовата струя) в резултат на разпадането на HO 66+ йони. Продължителността на този етап варира от 10 до 85 минути. Откриването и идентифицирането на HO 66+ се основават на факта, че Ho 66+ може да бъде йонизиран още повече. За да направи това, на последния етап, в кумулативният пръстен отново се инжектира газ. Имаше ограбване на последния електрон от Йон 163 Ho 66+ и резултатът е Йон 163 Ho 67+. В близост до газовата струя се намираше позитивен детектор, който е записан от куп йони 163 Ho 67+. На фиг. 3.4 показва зависимостта на броя на генерираните в резултат на β-разпадането на ядрата 163 хо на времето на натрупване. Вмъкването показва пространственото разделителна способност на позиционния и чувствителен детектор.
Така натрупването в лъча 163 dy ядра 163 хо е доказателство за възможността за разпадане
→ + E - + E (в съответното състояние).
Фиг. 3.4. Съотношението на дъщерните дружества 163 HO 66+ към първичната 163 dy 66+, в зависимост от времето на натрупване. На вмъкване на връх 163 HO 67+, регистриран вътрешен детектор
Променя интервала от време между пречистването на лъча от примеса HO 66+ и времето за приемане на Йо 66+ йони на йони на HO 66+, може да се измери полуживот на йонизирания DY 66+ йонизиран изотоп . Оказа се, че е равно на ~ 0.1 години.
Подобно заразяване е открито за 187 Re 75+. Полученият резултат е изключително важно за астрофизиката. Факт е, че неутралните 187 атоми имат полуживот от 4 · 10 10 години и се използват като радиоактивен часовник. Полуживотът от 187 Re 75+ е само 33 ± 2 години. Следователно, при астрофизични измервания е необходимо да се направят подходящи изменения, защото В звездите 187 re са най-често в йонизирано състояние.
Изследването на свойствата на напълно йонизираните атоми отваря нова посока на проучванията на екзотичните свойства на ядрата, лишени от въздействията на кулобовете на външната електронна обвивка.
