원자의 관련 상태에 베타 붕괴. 핵 변환의 종류, 알파 및 베타 붕괴는 핵의 질량 수를 차단한다
방사성 배출의 유형에 따라, 방사성 붕괴의 여러 유형 (방사성 변환의 유형)이 있습니다. 방사성 변형은 너무 많은 양성자 또는 중성자가 너무 많은 커널에있는 요소의 적용을받습니다. 방사성 붕괴의 유형을 고려하십시오.
1. 알파 붕괴 그것은 큰 시퀀스 수 (즉, 작은 결합 에너지가있는)를 갖는 천연 방사성 요소의 특징이다. 약 160 개의 알파 활성 종의 핵이 주로 알려져 있으며, 주로 82 (z\u003e 82) 이상의 시퀀스 수를 포함한다. 알파 붕괴는 헬륨 원자 NO (조성 2 양성자 및 2 중성자에서)의 커널 인 알파 입자의 불안정한 요소의 핵의 핵으로부터 배출된다. 커널 전하는 2, 질량 수 - 4로 2만큼 감소합니다.
Zak → Z-2 A-4 Y + 2 4NE; 92 238U → 24 + 90 234th;
88 226RA → 2 4HE + 86 222RA + γ.
알파 - 방사성 동위 원소의 10 % 이상이 분해됩니다.
2. 베타 붕괴. 자연적이고 인공 방사성 동위 원소는 전자 또는 positrons를 방출하는 데있어 붕괴를 겪습니다.
a) 전자 베타 붕괴. 중성자 (즉, 중질 방사성 동위 원소를 위해 주로)를 비싼 중성자 (즉, 주로 섭취)를 가진 인공 방사성 핵종은 천연 및 인공 방사성 핵종에 대한 특징입니다. 모든 방사성 동위 원소의 약 46 %는 전자 베타 붕괴를받습니다. 이 경우 중성자 중 하나가 들어가고 커널이 먹고 antineutrino를 먹습니다. 그에 따라 소자의 원자 수는 하나씩 증가하고 질량 수는 변하지 않게 유지된다.
AZ X → AZ + 1 Y + E- + V-; 24194pu → 24195AM + E- + V-; 6429CU → 6430ZN + E- + V-; 4019K → 4020ca + e- + v-.
원자 핵의 β- 입자가 입증 된 입자에 의해 포획되지 않는 자회사에서 과량의 에너지가 발견 될 때 여기 된 상태가 될 수있다. 이 과도한 에너지는 감마 Quanta의 형태로 강조됩니다.
13785CS → 13756 V + E - + V- + γ γ;
b) Positron Beta Decay. 일부 인공 방사성 동위 원소는 커널에서 잉여 양성자가 있습니다. 테이블 D.I. Mendeleev (Z)의 상반기에 위치한 방사성 동위 원소의 11 %의 특징입니다.<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 +.
핵에서 꺼내는 양전자는 "여분의"원자로 부서 지거나 자유 전자와 상호 작용하여 "positron-electron"한 쌍을 형성하는 쌍의 입자와 동등한 질량의 입자로 즉시 2 개의 감마 양자로 변합니다 (e 및 e 짐마자 2 개의 감마 양자의 "positron-electron"쌍을 선회하는 과정을 소멸 (파괴) 및 이머징 전자기 방사선 - 소멸이라고 불 렸습니다. 이 경우, 하나의 형태의 물질 (물질의 입자)을 다른 감마 광자로 변형시키는 것;
c) 전자 캡처. 이것은 원자 코어가 코어 (전자식 캡처)에서 가장 가까운 에너지에서 수준까지 전자를 캡처 (전자식 캡처) 또는 100 회 미만으로 캡처 할 때의 방사성 변환의 유형입니다. 결과적으로 커널 양성자 중 하나는 전자에 의해 중화되어 켜져 있습니다. 새 커널의 시퀀스 수가 작아지고 질량 수는 변경되지 않습니다. 커널은 antineutrino를 방출합니다. 캡처 된 방출 된 장소는 에너지 수준의 핵심으로부터 더 먼 멀리 떨어진 전자로 가득 차 있습니다. 이 전이에서 방출되는 과량의 에너지는 특성 X 선 복사의 형태로 원자에 의해 방출된다.
AZH + E- → AZ-1 Y + V- + X 선 방사선;
4019 + E- → AR + V- + X 선 방사선;
6429сu + E- → 6428 Ni + V- + X 선 복사.
전자 K-Capture는 모든 방사성 핵의 25 %의 특징이지만 주로 테이블 D.I의 나머지 절반에 위치한 인공 방사성 동위 원소를위한 것입니다. mendeleev와 잉여 양성자가있는 (z \u003d 45 - 105). K-Capture : Patassium-40, Lantan-139, 루션 - 176 (4019K, 15957LA, 17671LU)
일부 핵은 알파와 베타 붕괴에 의한 2 ~ 3 가지 방식으로 붕괴 될 수 있습니다.
칼륨 -40은 이미 언급 한 것처럼 전자 붕괴 - 88 %, 캡처 - 12 %를받습니다. 구리 -64 (6428cu) 니켈 (Positron Decay - 19 %, K-Capture - 42 %, 전자 부패 - 39 %)으로 바뀝니다.
3. γ- 방사선의 방출은 방사성 붕괴의 유형이 아닙니다 (요소를 변화시키지 않음)은 원자핵의 알파 및 베타 - 붕괴로 인해 발생하는 전자기파의 흐름입니다 (자연 및 인공 방사성 isotopes 모두) 보조사가 초과력을 초과하는 경우, 시포근 방사선 (알파 및 베타 입자)에 의해 포획되지 않는 경우. 이 초과는 감마 Quanta의 형태로 즉시 강조 표시됩니다.
13153i → 13154xE + E- + V- + 2γ 퀀텀; 226888 → 42 시간 + 22286RN + γ Kvant.
4. - 커널에서 발산하는 양성자는 기본적으로 상태입니다. 이 과정은 인위적으로 수득 된 핵에서 큰 중성자 적자가있는 핵에서 관찰 될 수 있습니다.
루트 - 151 (15171LU) - IN IT 24 중성자는 안정된 동위 원소 17671LU보다 적습니다.
알파 붕괴(A-DECAY) - 알파 입자가 방출되는 경우 원자핵의 방사성 붕괴의 종류, 핵 충전량은 2 단위로 감소합니다. 알파 붕괴는 큰 원자 번호 Z를 가진 방사성 원소의 특징입니다.
무화과. 하나. A-Decay의 개략적 인 이미지.
알파 붕괴는 양성자 수와 함께 원자핵의 자발적 형질 전환이라고합니다. 지. 중성자 엔. 양성자 수를 포함하는 다른 (자회사) 코어 지.-2 및 중성자 엔-2.이 경우, 헬륨 원자 4 // ^ +의 커널 - A-Pasticle이 방출된다.
원래의 코어의 붕괴가있을 때, 형성된 핵의 원자 수는 2 개의 단위로 감소하고, 반응식에 따라 질량 수는 4 단위로 감소한다.
A- 붕괴의 예로는 우라늄 -238 동위 원소의 붕괴가 될 수 있습니다.
(동시에 토륨의 핵심의 붕괴와 자동차가 0.07 mev 및 4.18 mev의 운동 에너지로 확산된다) 및 Radium-226 :
여기서, Fayans 및 Soddy에 의해 공식화 된 시프트 규칙이 나타나고, 선 - 레이를 방출 할 때 다른 요소로부터 형성된 요소는 소스 요소의 왼쪽의 2 개의 그룹으로 주기적 시스템의 장소를 차지할 때 다른 요소로부터 형성된 요소입니다.
핵의 중첩 정도는이 방사성 동위 원소의 코어의 절반이 분해되는 시간의 반감기의 가치를 특징으로합니다. 대부분의 방사성 동위 원소는 복잡한 붕괴 방식을 가지고 있습니다. 이 경우 다이어그램은 전체 전환 수 (그림 1 및 2)에 비해 이러한 유형의 방사선의 백분율을 나타냅니다.
무화과. 2. 철거 계획 230 t.
A-Decay의 완전한 에너지 :
어디 e A. - 에너지 A 입자, e tl. - 반환 원자의 에너지와 I "sb는 자회사 코어의 여기의 에너지입니다.
더 쉬운 핵종 (l
알파 부패가있는 입자의 운동 에너지 (e 및) 소스 및 최종 핵 및 A- 입자의 질량에 의해 결정됩니다. 이 에너지는 흥분 상태에서 최종 코어가 형성되고 입자를 방출하는 커널을 여기 한 경우 약간 증가했다 (증가 된 에너지가 장거리라고 불리는 입자가 발생하면). 그러나, 모든 경우에, 붕괴 에너지는 항상 질량의 차이 및 초기 및 최종 핵의 여기 수준과 관련이 있으므로 방출 된 A- 입자의 스펙트럼은 항상 단단하지 않지만 린 어.
부식에서 방출 된 에너지
어디 엄마. m A -4 - 모성 및 자회사의 대중, m a - 입자의 질량. 에너지 이자형. 그것은 입자와 자회사 사이에서 나누어지며, 입자의 에너지의 에너지로부터 그들의 질량에 반비례합니다.
먼 에너지 :
자회사 핵의 복귀 에너지는 일반적으로 수 밀리미터와 동일한 공기 중의 작동의 길이에 해당하는 O, 1 MEV의 영역에 있습니다.
세속적 인 조건에서는 약 40 개의 방사성 동위 원소가 있습니다. 그들은 3 개의 방사성 행으로 결합되어 2 3 6 U로 시작합니다. 그러나 \u003d 477), 2 3 8 U. (그러나 \u003d 477 + 2), 25U ( 그러나 \u003d 477 + 3). 이들은 조건부 (이 시리즈의 isotopes가 지구의 존재)에서 분산 된 것으로 관리 되었기 때문에 2 3? np (l \u003d 477 + 1)로 시작하는 네 번째 행이 속성이 될 수 있습니다. 일련의 연속 붕괴 후, 안정한 커널은 양성자와 중성자의 수에 의해 근접하거나 동일한 마법의 수 (z \u003d 82, n \u003d 126), 2O8 pb, 2O6 pb, 2 ° 7 Р, 2 ° 9b ...에 인생의 시대 "- 어시스코의 코어가 있습니다 yu 17.년 (2 ° 48) ~ 3rd * 7.c (212 RO). 오래 살았던 핵종과 2 개의 섹션, * 44NE, 17 4HF, 그의 반감기는
(2 + 5) 10 * 5 년.
무화과. 3. 작은 크기의 출처에서 광선의 평평한 번들 : a - 소스 210 ro, 하나의 광선 그룹; b - 소스 227, 길이가 닫힌 두 그룹; B - 소스 2U BI + 2N PO, 2 개의 A- 입자가 211P0을 보입니다. G는 ~ 8 번째의 부패 ^ Ra, 2 3, 21B RO, 212 Bi + 212 PO 6 그룹의 공급원입니다.
알파 붕괴는 모체 핵에 대해 A- 입자의 결합 에너지가 음성이면 가능하다면 가능합니다. 핵심이 방사성이되기 위해서는 조건이 에너지 절약의 법칙의 결과입니다
m (아?) \u003e m (l-4 ^ -2) + m a, (9)
어디 m (a, z) 과 m (a-4, Z-2) - 각각 초기 및 최종 핵의 나머지 질량, 엠 A. - 대량의 입자. 이 경우, 붕괴의 결과로, 최종 코어 및 A- 입자는 총 운동 에너지를 획득한다. 이자형.
입자의 운동 에너지는 1.83 mev (* 44nd)에서 11.65 MEV (IZomer 212sh RO)까지 다양합니다. 주요 상태로부터 무거운 RAS에 의해 방출되는 A- 입자의 에너지는 4 + 9 MEV이며 희토류 요소 2 + 4.5 MEV에 의해 방출됩니다. 전형적인 에너지가있는 마일리지 A 입자 이자형. A \u003d 6 MEV는 정상 조건에서 공기 중 -5cm이고 A1에서 05mm가 05mm입니다.
무화과. 네. 플루토늄 동위 원소의 실험적인 a- 스펙트럼.
모성 핵의 붕괴로 인해 발생하는 입자의 스펙트럼은 종종 자회사 코어의 다양한 에너지 수준으로의 양자 전이에 해당하는 여러 가지 모노 에너지 라인으로 구성됩니다.
A-Particle은 다시 없으므로 이동시 선택 규칙 I-L. 그리고 관련 보전법에서 발생하는 준비가 간단합니다. 각도 순간 엘. 또는 입자는 간격에서 값을 취할 수 있습니다.
여기서 /, 그리고 만약.- 핵의 초기 및 최종 상태 (모성 및 자회사)의 각도 순간. 동시에, 두 상태의 준비가 일치하는 경우, 패리티가 일치하지 않는 경우 홀수가 허용되는 경우에만 L의 값만 허용됩니다.
무화과. 5. LG의 의존성. 티. ...에서 e "1/2. 투표 원소, 폴로 니아, 라돈 및 라디아.
A-Decay의 재산은 "-Caditz가 방출 된"-radiative 핵의 반감기의 에너지 사이의 확실하고 성공적인 의존의 존재입니다. A-Paintles의 에너지가 작은 변화가 있으면 반감기 (T)의 기간이 여러 주문에 따라 변하고 있습니다. 그래서 2 S 2 t ~ ~ ~ \u003d 4.08 mev, 7 \u003d 1.41 10 Yu L, 2L8 th e a \u003d.9.85 MEV, 티. \u003d 유 mks. 에너지 변화는 24 개 주문의 반감기의 두 배입니다.
하나의 요소의 단방향 동위 원소의 경우, A-Decay의 에너지의 반감기의 의존성은 비율 (Geiger-Nettolla 법)에 의해 잘 기술되어 있습니다.
cI와 C 2는 상수이며 Z에 약하게 의존합니다.
지속적인 붕괴를 위해서, Geiger-Nesol의 법칙은 다음과 같습니다.
어디 binb 2 - 상수, 그리고 b 2 - 일반, A. 비 - 각 자연 행에 대한 개인, r - 남성 길이 공기의 A ~ - 입자, e a - 에너지 A 입자.
이런 종류의 의존성은 1912 년 G.Gejer와 J. Nyallom에서 경험적으로 설립되었으며 1928 년에 이론적으로 실증되었으며 1928 년에 이론적으로 실증되었습니다. G. Gamov는 터널 전환을 통해 발생하는 A-Decay의 과정을 고려한 결과로서 G. Gamov입니다. 이론은 볼룸 핵의 주요 상태 사이의 전환을 설명합니다. 홀수, 볼, 비 수직 및 이상한 핵을 위해 전체 추세는 보존되지만 z와 잘 알려진 핵보다 2-1000 배의 반감기가 있습니다. e.
방사능의 유병률은 붕괴의 에너지에 대한 그러한 핵의 수명의 수명의 강한 의존성을 정확하게 결정합니다. 이 에너지는 반감기가 KG 12 종파 \u003d YU 1B의 활동 1 g의 동위 원소 1g 이내 인 경우이 에너지가 긍정적입니다. 그러나\u003d 200은 1.810 m2 ki입니다).
요소의 동위 원소를 위해 지.
200 개 이상의 A- 활성 커널은 주로 주기적 시스템의 끝에 납 (Z\u003e 82) 뒤에서 Z \u003d 82로 양성자 핵 쉘의 충전을 완료합니다. 알파 붕괴는과 관련됩니다
핵 크기가 증가하는 핵 세력보다 핵 크기가 더 빨리 증가하는 콜롬성 반발 (Z2)은 증가하는 질량 수를 증가시킨다.
무화과. 6. 핵의 중성자 수에서 페르미아 (z \u003d IOO) 로의 페르미아 (z \u003d IOO)로 시작하는 요소의 동위 원소의 A- 붕괴의 에너지의 의존성.
희토류 요소 (A \u003d I40-RI6O)의 약 20 개의 방사성 동위 원소도 있습니다. 여기서 붕괴는 코어의 가장 특징입니다. n \u003d 84, 입자를 방출 할 때 중성자 껍질이 채워진 커널으로 돌리십시오. (n \u003d 82). 희토류와 무거운 핵 사이의 간격에 작은 이미 터가있는 작은 그룹이 있으며, ~ 소프트웨어가있는 몇 가지 중성자가 결핍 된 핵이 여러 가지가 있습니다.
A- 활성 핵의 시간은 널리 변동합니다 : 3-10- "SEC (2.2 ro)에서 (2-5) -10 * 5 L (자연 동위 원위 원소 4 2 CE, * 44nd, WH. 에너지 A- 붕괴는 44-9 mev 이내에 (장기간 A- 입자의 경우를 제외하고 희토류 요소를위한 24-4.5 mev의 경우 24-4.5 mev). z \u003d 84 -100 인 요소의 동위 원소가 그림 6에 표시됩니다. 6
A-DECAY 이론에서, 모성 코어는 잠재적 인 장벽에 의해 제한되는 잠재적 인 구덩이의 입자를위한 것으로 가정합니다. 커널의 입자의 에너지는이 장벽을 극복하기에는 불충분합니다. 커널의 A- 입자의 출발은 터널 효과라고 불리는 양자 기계 현상으로 인해 가능합니다. 양자 역학에 따르면, 잠재적 인 장벽을 통과하는 입자의 가능성은 0과 다릅니다. 터널링의 현상은 확률 론적입니다.
터널 효과(터널링) - 총 에너지 (터널링에 남아있는 터널링에 남아있는 터널링이 변하지 않는 경우)의 미세 입자를 극복하는 것은 장벽의 높이보다 낮습니다. 터널 효과 - 고전적인 역학에서 불가능한 양자 자연의 현상; 웨이브 광학에서의 터널 효과의 아날로그는 기하학적 광학 시점의 관점에서 완전한 내부 반사가있을 때 반사 매체 내부의 빛파의 침투가 될 수 있습니다. 터널 효과의 현상은 원자 및 분자 물리학의 많은 중요한 과정을 기반으로합니다. 에 원자핵, 고체 등의 물리학 궁극적으로 터널링은 불확실성의 비율로 설명됩니다.
무화과. 7.
A-Decay의 가능성과 그 커널의 에너지에 대한 의존성과 커널의 충전에 대한 의존성을 결정하는 주요 요소는 쿨롱 장벽입니다. 가장 간단한 A- 붕괴 이론은 장벽을 갖는 잠재적 인 구덩이에서 A- 입자의 이동에 대한 설명으로 감소된다 (도 7). A- 입자의 에너지가 5 번째 MEV이기 때문에 254-30 MEV의 무거운 핵의 쿨롱 장벽의 높이는 핵으로부터의 A- 입자의 출발이 터널 효과로 인해 만 발생할 수 있습니다. 이는 장벽 투과성에 의해 결정됩니다. 기하 급수적으로 a- 붕괴의 확률은 입자의 에너지에 달려 있습니다.
도 1의 도 7은 중심 사이의 거리에 따라 잔류 코어와의 상호 작용의 잠재적 인 에너지의 의존성을 나타낸다. 쿨롱 잠재력은 멀리 떨어져 있습니다 아르 자형, 그것은 잔여 커널 반경과 거의 같습니다. 쿨롱 장벽의 높이는 핵의 전하에 직접 비례하고, 입자를 충전하고 역으로 비례합니다. r \u003d r (a 1 / s, G 0 - 커널의 반지름. 예를 들어, 2 S **의 경우 쿨롱 장벽이 매우 중요합니다. 따라서 고전적인 아이디어에 따르면 4.5 MEV의 에너지가있는 입자는 이러한 장벽을 극복 할 수 없습니다. 그러나 파동 특성으로 인해 장벽과 같은 입자가 여전히 극복합니다.
커널의 에너지 다이어그램에서 3 개의 영역을 구별 할 수 있습니다.
나 "- 구형 잠재적 인 Pomestic Pit. V. 고전적인 역학에서 운동 에너지가있는 A 입자 e a + v 0. 이 영역에서 이동할 수는 있지만 꺼져 있지 않습니다. 이 영역에서는 A-Paintler와 잔류 코어 사이에 강한 상호 작용이 있습니다.
잠재적 인 에너지가 -PICTLE의 에너지보다 큰 잠재적 인 장벽의 영역, 즉. 이것은 고전적인 입자를 위해 금지 된 지역입니다.
7 *\u003e 잠재적 인 장벽 외부의 영역. 양자 역학에서 장벽 (터널링)을 통한 입자가 통과하지만, 이것의 확률은 아주 작습니다.
터널링 게임 (Tunneling Gamova)의 이론은 A- 입자의 에너지로부터의 A-Emitting Nuclides의 반감기의 반감기의 강한 의존성을 설명했다. 그러나 많은 핵의 반감기의 가치는 큰 오류로 예측되었다. 따라서 Gamova의 이론이 반복적으로 개선되었습니다. 핵이 아닌 궤도 모멘텀으로 핵을 썩을 수 있고 핵의 강한 변형이있는 가능성으로 고려되었고 (A- 입자는 타원체의 큰 축을 따라보다 정확하게 비행하고 출발의 평균 확률이 다릅니다. 구형 커널 용) 등 Gamov의 이론에서 초기 및 최종 핵의 상태와 코어에서의 입자 형성의 문제점이있는 문제점, 그 이상의 풍선에 대해서는 1.이 근사치는 꽤 잘 설명되어 있습니다. 실험에 의해. 그러나 최종 핵의 구조의 구조 조정이 눈에 띄게 어렵다면 반감기의 계산 된 값은 두 가지 크기로 변경 될 수 있습니다.
알파 입자는 항상 A 붕괴 핵에 존재하지 않으며 출발하기 전에 표면에서 발생하는 유한 확률을 갖습니다. 중질 핵의 표면층에는 두 개의 양성자와 2 개의 중성자 (A 클리지)로 구성된 부분 그룹이 있습니다. A - 입자가 비 입자가 비공식 핵원으로 형성 될 때 입자가 중성자와 양성자 쌍으로부터 형성 될 때 A-DECAY가 2 ^ 4에서 2- ^ 4가되게된다는 것이 알려져 있습니다. 첫 번째 경우에, A-DECAY는 유리한 호로 핵의 주요 상태 사이에 모든 A 전환이 제공됩니다. 두 번째 경우에, 부식을 불리하게 부른다.
1. 원자핵 1.4의 물리학. β- 부패
1.4. 베타 붕괴.
베타 분해의 종류 및 특성. 베타 - 붕괴 이론의 요소. 방사능 가족
베타 붕괴 핵은 전자 (positron) 또는 전자 캡처의 방출의 결과로서 코어 - 이소 바르에서 불안정한 핵의 자발적 전환 과정이라고 불린다. 약 900 베타 방사성 코어가 알려져 있습니다. 이들 중 20만이 자연적이며, 나머지는 인위적으로 얻을 수 있습니다.
베타 붕괴의 유형과 속성
세 가지 유형이 있습니다 β - Electronic. β - - 스파드, Positron β + - 스프레이 및 전자 그립 ( 이자형.- 캡처). 메인보기가 첫 번째입니다.
에 대한 전자적으로 β. – - 죽어 핵의 중성자 중 하나는 전자 및 전자 항리 노트 리노의 배출량을 갖는 양성자로 변환된다.
예 : 무료 중성자 부식
, 티. 1/2 \u003d 11.7 분;
삼중의 붕괴
, 티. 1/2 \u003d 12 년.
에 대한 양전자 β. + - 죽어 커널 양성자 중 하나는 긍정적으로 충전 된 전자 (Positron) 및 전자 중성자 중성자의 방출을 통해 중성자로 변합니다.
...에 (1.41B)
예
·
지구의 생활의 지질 학적 시간 (45 억 년)의 일반 팀의 일반 팀의 반감기의 반감기의 비교를 비교하면, Torium-232의 땅의 물질에서 거의 모든 것, 우라늄 -238은 약 하프, 우라늄 -235 - 대부분 해왕성 -237 거의 모든 것을 파괴했습니다.
알파 및 베타 방사선은 일반적으로 방사성 붕괴라고합니다. 이것은 거대한 속도로 원래의 커널에서 배출되는 프로세스입니다. 결과적으로 원자 또는 그 동위 원소는 한 화학 원소에서 다른 화학 원소로부터 다른 화학 원소로 변할 수있다. 알파 및 베타 핵은 불안정한 요소의 특징입니다. 여기에는 83보다 큰 충전 번호와 209를 초과하는 모든 원자가 포함됩니다.
반응 조건
다른 방사성 변형과 마찬가지로 붕괴는 자연적이고 인공적입니다. 후자는 코어의 외국 입자로 인해 발생합니다. 얼마나 많은 알파와 베타 붕괴가 겪을 수있는 원자가 곧 안정된 상태에 도달하는 방법에 따라 다릅니다.
자연 환경으로 알파와 베타 - 빼기 쇠퇴가 있습니다.
인공 조건으로 중성자, 양전자, 양성자 및 기타, 더 많은 희귀 한 품종의 붕괴 및 핵 전송이 있습니다.
이 이름은 방사성 방사선 연구를주었습니다.
안정적이고 불안정한 코어의 차이점
붕괴 할 수있는 능력은 원자의 상태에 달려 있습니다. 소위 "안정성"또는 비 반응성 코어는 전례없는 원자로 특징 지워진다. 이론적으로, 그러한 요소의 관찰은 최종적으로 안정성을 확신하기 위해 무한으로 수행 될 수 있습니다. 그것은 매우 긴 반감기를 가진 불안정한 핵을 분리하기 위해 이것을 필요로합니다.
실수로 이러한 "느린"원자가 안정적으로 채택 될 수 있습니다. 그러나 밝은 예가 텔러,보다 구체적으로 2.2 · 10 24 세가 된 숫자 128을 가진 그 동위 원소가 될 수 있습니다. 이 경우는 부분적이지 않습니다. 란탄 -138은 10 년 11 년 인 반감기를받습니다. 이 기간은 기존 우주의 나이보다 30 배 이상 30 배입니다.
방사능 부패의 본질
이 프로세스는 무작위로됩니다. 각각의 붕괴 된 방사성 핵종은 각각의 경우에 상수 인 속도를 취득한다. 붕괴 속도는 외부 요인의 영향으로 변할 수 없습니다. 그것은 중요하지 않으며, 반응은 화학 반응 동안 전기 및 자기장에서 절대 제로, 절대로 0으로 거대한 중력의 영향으로 발생합니다. 거의 불가능한 원자핵의 내부에 직접적인 영향을 미치는 공정에만 공정에 영향을 미칠 수 있습니다. 자발적 반응은 내부 상태가 발생하는 원자에만 의존합니다.
방사능 오염 물질에 대한 언급에서 "radionuclide"라는 용어는 종종 발견됩니다. 그것에 익숙하지 않은 사람들은이 단어가 방사성 속성, 자신의 질량, 원자 수 및 에너지 상태가있는 원자 그룹을 나타냅니다.
다양한 방사성 핵종은 인간의 삶의 기술, 과학적 및 다른 구체에 사용됩니다. 예를 들어, 의학 에서이 요소는 질병, 약물 처리, 도구 및 기타 항목을 진단하는 데 사용됩니다. 심지어 치료적이고 예후되는 무선 제품이 있습니다.
동위 원소의 정의는 똑같이 중요합니다. 이 단어를 특별한 원자 유형이라고합니다. 그러나 그들은 기존의 요소와 같은 동일한 원자 번호를 가지고 있지만, 훌륭한 질량. 이 차이는 양성자와 전자로서 충전에 영향을 미치지 않는 중성자의 양에 의해 발생하지만 질량을 변경합니다. 예를 들어, 간단한 수소에서는 정수 3이 있습니다. 이는 유일한 요소이며, 이름은 이름을 할당받은 이름 : 중수소, 삼중성 (방사성 방사성) 및 의무. 다른 경우, 이름은 원자 질량과 주요 요소에 따라 주어집니다.
알파 붕괴
이것은 방사능 반응의 한 유형입니다. Mendeleev의 화학 원소 표 6 및 일곱 번째 기간의 천연 요소의 특징입니다. 특히, 인공 또는 트랜스 란곤 요소의 경우.
알파 부패에 따라 요소가 포함됩니다
이 붕괴 가이 붕괴, 우라늄 및 제 7 기의 제 17 기의 주기율표로부터 비스무트로부터 계산되는 금속. 이 과정은 또한 무거운 요소의 수에서 동위 원소에 노출됩니다.
반응 중에는 어떻게됩니까?
알파 붕괴로, 배출 가스는 2 개의 양성자와 중성자 쌍으로 구성된 입자의 커널에서 시작됩니다. 선택된 입자 자체는 헬륨 원자의 커널이며, 질량이 4 단위 및 충전 +2가 있습니다.
결과적으로 새 요소가 나타나는 새 요소가 두 개의 셀에 주기율표의 왼쪽에 위치합니다. 이러한 위치는 초기 원자가 2 양성자를 잃은 것과 동시에 초기 충전을 잃었습니다. 그 결과, 초기 상태와 비교하여 4 질량 단위로 4 질량량이 감소하는 동위 원소의 질량이 감소한다.
예
우라늄의 이러한 붕괴 동안, 토륨이 형성된다. Radium은 Thoria, IT - 라돈에서 발생합니다. 결국 폴로늄과 끝에서 납부를줍니다. 동시에, 이들 요소의 동위 원소는 그 과정에서 발생하지 않고 자신들이 아니다. 따라서, 우라늄 -238, 토륨 -234, Radium-230, Radon-236 및 추가로 안정한 요소의 발생까지 더욱 밝혀졌습니다. 이러한 반응의 공식은 다음과 같습니다.
TH-234 -\u003e RA-230 -\u003e RN-226 -\u003e PO-222 -\u003e PB-218
배출 시점에서 분리 된 알파 입자의 속도는 12 ~ 20,000 km / s의 범위입니다. 진공 상태에 있으면, 그러한 입자는 적도를 따라 움직이는 2 초 동안 세계를 간청 할 것입니다.
베타 붕괴
외관의 장소에서 전자 에서이 입자의 차이점. 베타의 붕괴는 원자의 핵에서 발생하며, 주변의 전자 쉘이 아닙니다. 가장 자주 기존의 모든 방사성 변환에서 발생합니다. 현재 존재하는 거의 모든 화학 원소에 의해 관찰 될 수 있습니다. 이는 각 요소가 적어도 하나의 노출 된 동위 원소를 갖는 것에서 나온 것입니다. 대부분의 경우 베타 - 빼기 분해의 베타 분해.
반응
이 공정을 통해 전자 코어로부터 해방 된 전자 코어로부터 방전되며, 이는 중성자의 자발적 형질 전환으로 인해 전자 및 양성자로 인해 발생시켰다. 동시에, 더 큰 질량으로 인한 양성자는 핵에 남아 있고 베타 마이너스 입자라고 불리는 전자는 원자를 떠납니다. 그리고 양성자가 단위당 더 많은 것이었기 때문에 요소 자체의 커널은 큰 편에서 바뀌고 주기율표에서 원본의 오른쪽에 위치합니다.
예
칼륨 -40으로 베타의 고장은 칼슘 동위 원소로 바뀌며 오른쪽에 있습니다. 방사성 칼슘 -47은 스칸듐 -47이되어 안정한 티타늄 -47로 변할 수 있습니다. 그런 베타 붕괴는 어떻게 생겼는가? 공식:
CA-47 -\u003e SC-47 -\u003e TI-47
베타 입자의 출발 비율은 빛의 속도로 0.9이며 270,000 km / s의 평가.
자연에서 베타 활성 핵종은 너무 많지 않습니다. 이들 중 아주 작습니다. 예를 들어, 천연 혼합물에서는 119/10000만을 함유하는 칼륨 -40 일 수 있습니다. 또한 가장 중요한 제품 중에서 자연적인 베타 - 마이너스 활성 방사성 핵종은 우라늄과 토륨의 알파와 베타 붕괴의 생성물입니다.
베타의 파괴는 전형적인 예를 보유하고있다 : α-234, 알파 붕괴로, 프로탈륨 -234로 바뀌고, 동일한 방식으로 다른 동위 원소가 234로 이루어져있다.이 우라늄 -234는 다시 알파 붕괴는 토륨이되지만, 이미 또 다른 다양성이됩니다. 그런 다음이 토륨 -230은 라다 끄기로 변하는 방사형 -226이됩니다. 그리고 동일한 순서로, 탈륨까지, 다양한 베타만으로 만 전환됩니다. 이 방사성 베타는 안정한 리드 -206의 발생을 감소시킨다. 이 변환에는 다음 공식이 있습니다.
TH-234 -\u003e PA-234 -\u003e U-234 -\u003e TH-230 -\u003e RA-226 -\u003e RN-222 -\u003e AT-218 -\u003e PO-214 -\u003e BI-210 -\u003e PB-206
자연적이고 중요한 베타 - 활성 방사성 핵종은 K-40이고 탈륨에서 우라늄까지의 요소입니다.
배포 베타 플러스
또한 베타 플러스 변환이 있습니다. 그것은 또한 positron 베타 붕괴라고도합니다. Positron의 이름으로 입자 커널에서 발생합니다. 그 결과는소서 왼쪽의 소스 요소의 변형이되므로 더 작은 숫자가 더 적습니다.
예
전자 베타 붕괴가 발생하면, 마그네슘 -23은 안정한 나트륨 동위 원소가된다. 방사능 Europe-150은 사마륨 -150이됩니다.
BETA DECAY의 결과 반응은 베타 + 및 베타 방출을 생성 할 수 있습니다. 두 경우의 입자 출발 속도는 빛의 속도에서 0.9입니다.
기타 방사성 탈취
알파 붕괴와 베타 붕괴와 같은 반응을 제외하고, 그 공식은 널리 알려져 있으며, 인공 방사성 핵종의 다른 희귀 및 특징이 있습니다.
중성자 부식...에 1 대량 유닛의 중성 입자의 방출이 있습니다. 그 동안 하나의 동위 원소가 더 작은 질량으로 다른 것으로 변합니다. 예를 들어, 헬륨 -4에서 Lithium-8, 헬륨 -5에서 리튬 -9의 리튬 -9의 전환이되는 것입니다.
Gamma-Quanta, 요오드 -127 안정된 동위 원소로 조사하면, 숫자 126의 동위 원소가되어 방사능을 획득합니다.
양성자 부식...에 그것은 매우 드뭅니다. 그것 동안 +1 및 1 단위의 질량을 갖는 양성자의 방출이있다. 원자 중량은 값당 적게됩니다.
방사성 변환, 특히 방사성 붕괴는 감마 방사선 형태의 에너지의 방출을 동반합니다. 그것은 감마 쿼터라고합니다. 경우에 따라 X 선 복사가 관찰되어 에너지가 적습니다.
그것은 감마 쿼터의 흐름입니다. 그것은 의학에서 사용되는 X 선보다 더 단단한 전자기 방사선입니다. 결과적으로, 감마 Quanta가 나타나거나 원자핵으로부터 에너지가 흐릅니다. X 선 방사선은 또한 전자기적이지만 원자의 전자 껍질로부터 발생합니다.
알파 입자의 마일리지
4 개의 원자 유닛의 질량과 충전 +2의 질량이있는 알파 입자가 직선으로 움직입니다. 이 때문에 우리는 알파 입자의 마일리지에 대해 이야기 할 수 있습니다.
런의 가치는 초기 에너지와 공기 중 3 ~ 7 (때로는 13) cm의 범위에 따라 다릅니다. 고밀도 배지에서는 백분율의 100mm입니다. 이러한 방사선은 종이와 인간의 피부 시트를 깰 수 없습니다.
자신의 질량과 알파 입자의 요금 수 때문에 가장 큰 이온화 능력을 가지고 있으며 모든 것을 파괴합니다. 이와 관련하여 알파 방사성 핵종은 신체에 노출 될 때 사람들과 동물에게 가장 위험합니다.
베타 입자의 침투 용량
양성자, 음성 충전 및 크기보다 1836 배의 질량 수로 인해 베타 방사선은 파리가 더 오래 지나는 물질에 약한 영향을 미칩니다. 또한, 입자의 경로는 간단하지 않습니다. 이와 관련하여, 그들은 얻은 에너지에 의존하는 침투력에 대해 이야기합니다.
방사성 붕괴 중에 발생하는 베타 입자의 침투 능력, 공기 중에는 2.3 m에 액체가 2.3m에 도달하여 계산이 센티미터, 센티미터의 분획으로 계산됩니다. 인체 직물은 깊이 1.2cm 깊이가됩니다. 베타 방사선을 방지하기 위해 간단한 물 층이 10cm로 사용될 수 있습니다. 10 mEV의 충분히 큰 붕괴 에너지가 충분히 큰 층이있는 입자의 흐름은 거의 모든 층에 의해 흡수됩니다 : 공기 - 4m; 알루미늄 - 2.2cm; 철 - 7.55 mm; 납 - 5.2mm.
작은 치수를 고려하면 베타 방사선 입자는 알파 입자와 비교할 수있는 작은 이온화 능력을 갖는다. 그러나, 그들이 내부에서 들어올 때, 그들은 외부 조사보다 훨씬 위험합니다.
현재 모든 유형의 방사선 중에서 가장 큰 침투 지표는 현재 중성자와 감마를 갖추고 있습니다. 공기 중의 이러한 방사선의 마일리지는 때로는 수십과 수백 미터에 도달했지만 이온화 지표가 작습니다.
에너지의 감마 Quanta의 대부분의 동위 원소는 1.3 MEV의 지표를 초과하지 않습니다. 그 행사는 6.7 MEV의 가치입니다. 이와 관련하여, 강철, 콘크리트 및 납의 층은 감쇠의 멸종을 위해 그러한 방사선을 방지하는 데 사용됩니다.
예를 들어, 코발트 감마 방사선을 약화시키기 위해 10 번, 납 보호는 약 5cm의 두께로 필요합니다. 70 및 115cm.
이온화 중성자는 에너지 지표에 달려 있습니다.
어떤 상황에서는 방사선으로부터 가장 좋은 보호 방법이 소스의 최대 거리와 높은 방사선 구역의 약간이 적습니다.
핵 원자의 부문
원자 하에서 자발적이거나 중성자의 영향을 두 부분으로, 크기가 거의 동일합니다.
이 두 부분은 화학 원소 테이블의 주요 부분에서 요소의 방사성 동위 원소가됩니다. 구리에서 Lanthanides까지 시작하십시오.
격리 동안, 한 쌍의 여분의 중성자가 파손되고 방사성 붕괴가 발생할 때보 다 훨씬 큰 감마 양자의 형태로 과량의 에너지가 발생합니다. 그래서 한 가지 방사성 부패로 인해 하나의 감마 양자가 발생하고 8.10 감마 Quanta가 부문 행위 중에 나타납니다. 또한 흩어져있는 단편은 열 지표로 이동하여 흩어져있는 운동 에너지를 가지고 있습니다.
방출 된 중성자는 가까운 곳에 위치하고 중성자가 그들에 들어가면 한 쌍의 유사한 코어의 분리를 일으킬 수 있습니다.
이와 관련하여, 분기의 가능성, 원자핵의 분리와 많은 양의 에너지를 생성하는 촉진 연쇄 반응을 가속화시킨다.
이러한 사슬 반응이 제어되면 특정 목적으로 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 가열 또는 전기 용. 이러한 프로세스는 원자력 발전소 및 원자로에서 수행됩니다.
반응을 통제 할 수 있다면 원자 폭발이 발생합니다. 이것은 핵무기에 사용됩니다.
생체 내에서는 하나의 요소가 하나뿐입니다.
리저그의 영향 하에서 우라늄 -238의 일반 우라늄 원자 반응기에서, 새로운 동위 원소는 239 번, 그리고 그것으로부터 인공 인 플루토늄으로, 자연 조건에서는 인공적이고 자연 조건에서 발생하지 않는다. 동시에, 신흥 플루토늄 -239는 무기 목적으로 사용됩니다. 이 공정은 원자핵을 나누는 과정으로 모든 원자 무기와 에너지의 본질입니다.
알파 붕괴와 베타 붕괴와 같은 그러한 현상은 학교에서 공식을 연구하고 있으며, 우리 시대에 널리 퍼져 있습니다. 이러한 반응 덕분에 원자력 발전소와 핵 물리학을 기반으로하는 많은 다른 프로덕션이 있습니다. 그러나 많은 이러한 요소의 방사능을 잊지 마십시오. 그들과 함께 일할 때 모든 예방 조치에 특별한 보호 및 규정 준수가 필요합니다. 그렇지 않으면, 이로 인해 돌이킬 수없는 재앙으로 이어질 수 있습니다.
무거운 이온은 이국적인 핵의 성질을 연구 할 때 근본적으로 새로운 기회를 열어줍니다. 특히, 완전한 이온화 된 원자 - "알몸"핵을 사용하는 데 오랜 시간 동안 축적되도록 허용합니다. 그 결과, 전자 환경이없고 원자 코어에서 외부 전자 쉘의 쿨롱 충돌이없는 원자핵의 특성을 조사하는 것이 가능해진다.
무화과. 3.2 동위 원소 (왼쪽) 및 완전히 이온화 된 원자 및 (오른쪽)의 E-Capture 방식
원자의 바운드 상태에 대한 부패는 1992 년에 처음 발견되었으며, β---enspad는 완전히 이온화 된 원자를 관련 원자 상태로 관찰 하였다. 원자핵의 N-Z 다이어그램에 163 개의 DY의 커널은 검은 색으로 표시됩니다. 이것은 안정된 코어임을 의미합니다. 실제로 중성 원자를 입력하면 커널 163 DY가 안정적입니다. 주 상태 (5/2 +)는 주 상태 (7/2 +) 커널 163 호에서 전자 캡처의 결과로 해결 될 수 있습니다. 전자 껍질로 둘러싸인 커널 163 호, β - - -radioAstively 및 그 반감기는 ~ 10 4 년입니다. 그러나 전자 쉘에 둘러싸인 커널을 고려한 경우에만 이는 사실입니다. 완전히 이온화 된 원자의 경우 그림은 근본적으로 다릅니다. 이제 핵 163 DY의 주요 상태는 커널 163 호의 주요 상태 이상의 에너지 및 DECAY 163 DY의 가능성에 기인합니다 (그림 3.2)
| → + E - + E. | (3.8) |
전자 장착형 전자는 빈 또는 L- 쉘 이온상에서 포획 될 수있다. 결과적으로 붕괴 (3.8)는 형식이 있습니다.
→ + e - + e (관련 상태).
k 및 l- 쉘의 β- 붕괴의 에너지는 (50.3 ± 1) KEV와 (1.7 ± 1) CEV입니다. GSI의 ESR 누적 링에서 K 및 L- 쉘의 관련 상태에 대한 부패를 관찰하기 위해 10 8 개의 완전히 이온화 된 코어가 축적되었다. 누적 시간 동안 β + -wait의 결과로 커널이 형성되었습니다 (그림 3.3).
무화과. 3.3. 이온의 축적의 역학 : 실험의 다른 단계에서 ESR 이온 누적 링에 ESR 이온 누적 링에 축적 된 전류, DY 66 +의 β- 강도, 외부 및 내부 위치 및 민감한 검출기에 의해 측정 된 β- 강도, 각기
HO 66 + 이온은 DY 66+ 1 차 빔 이온과 거의 동일한 M / Q 비율이 거의 동일하기 때문에 동일한 궤도에 축적됩니다. 누적 시간은 ~ 30 분였습니다. DY 66 + 커널의 반감기를 측정하기 위해 불순물 이온 HO 66+로부터 궤도에 축적 된 빔이 필요했다. 빔을 이온으로부터 챔버로 세정하기 위해, 아르곤 가스 분사를 6 · 1012 원자 / cm2의 밀도로 주입하여 직경이 3mm의 이온의 축적 된 빔을 교차시켰다. IONSHO 66+가 캡처 된 전자가 균형 궤도로 떨어졌습니다. 빔 청소는 약 500 초 동안 발생했습니다. 그 후, 가스 분사가 중첩되고 링에서는 HO 66 + 이온의 붕괴의 결과로서 DY 66+ 이온 및 새로 형성된 (가스 분사를 끄고) 재배치를 계속했다. 이 단계의 지속 시간은 10 ~ 85 분으로 다양했습니다. HO 66+의 검출 및 확인은 HO 66+가 더 많은 이온화 될 수 있다는 사실에 기초했다. 이를 위해 마지막 단계에서 가스 제트가 다시 누적 링에 주입되었습니다. 이온 163 HO 66+에서 마지막 전자가 강하고 결과는 이온 163 HO 67+이었습니다. 위치에 민감한 검출기는 가스 제트 근처에 위치하였으며, 이는 이온 163 HO 67+의 무리로부터 기록되었다. 도 1의 3.4는 누적 시간에 핵 163 호의 β- 붕괴의 결과로서 생성 된 수의 의존성을 나타낸다. 삽입은 위치 및 민감한 검출기의 공간 해상도를 보여줍니다.
따라서, 빔 163 Dy Nuclei 163 호의 축적은 붕괴의 가능성을 증명했다.
→ + e - + e (관련 상태).
무화과. 3.4. 자회사 (163 HO66+)의 경우 축적 시간에 따라 163 DY 66+에 대한 비율. 피크 163 HO 67+, 등록 된 내부 검출기의 삽입
불순물 HO 66 +로부터 빔의 정제와 HO 66+의 이온의 HO 66 + 이온의 수신 시간 사이의 시간 간격을 변화 시키면, 이온화 \u200b\u200b된 DY 66+ 이온화 된 동위 원소의 반감기를 측정 할 수있다 ...에 그것은 ~ 0.1 년과 같습니다.
비슷한 부패가 187 RE 75+에 대해 감지되었습니다. 얻은 결과는 천체 물리학에 매우 중요합니다. 사실은 중립 187 개의 RE 원자가 4 · 10 10 년의 반감기를 가지고 있으며 방사성 시계로 사용된다는 것입니다. 187 개의 RE 75+의 반감기는 33 ± 2 년입니다. 따라서 천체 물리학 측정에서는 적절한 수정안을 만들어야합니다. 별에서 187 RE는 가장 자주 이온화 된 상태입니다.
완전 이온화 된 원자의 특성에 대한 연구는 외부 전자 껍질의 쿨롱 효과를 박탈시켜 핵의 이국적인 성질에 대한 새로운 연구 방향을 엽니 다.
