Atomning tegishli holatida beta-versiya. Yadro transformatsiyasining turlari, alfa va beta parchalanish buzilishi ommaviy yadro
Radioaktiv chiqindilarning turlariga ko'ra, radioaktiv parchalanishning bir necha turlari (radioaktiv o'zgarishlar turlari) mavjud. Radioaktiv o'zgarishlar elementlarga tegishli, ularning juda ko'p proton yoki neytronlar juda ko'p. Radioaktiv parchalanish turlarini ko'rib chiqing.
1. Alfa parchalanishi Bu tabiiy radioaktiv elementlarning katta ketma-ketligi raqami (i.e., kichik majburiy energiya bilan). 160 ga yaqin alfa faol nuklei ma'lum, asosan ularning ketma-ketligi 82 dan ortiq (z\u003e 82). Alpha parchalanishi geliy atomining yadrosining beqaror elementi yadroidan chiqadi (2 proton va 2 proton va 2 neytronida). Yadrodan yadro 2, massa raqami - 4 ga kamayadi.
Zak → z-2 a-4 y + 2 4; 92 238U → 24 9 90 234-chi;
88 226RA → 2 4U + 86 222AB + G.
Alfa - radioaktiv izotoplarning 10% dan ortig'i parchalanadi.
2. Beta parchalanishi. Bir qator tabiiy va sun'iy radioaktiv izotoplar chiqarilishi yoki pozitronlari bilan parchalanadi:
a) elektron Beta parchalanishi. Bu tabiiy va sun'iy radionuklidlar uchun xarakterli, ular neytronlar (i.e., asosan og'ir radioaktiv izotoplari uchun). Radioaktiv izotoplarning qariyb 46 foizi beta-parchalanishga uchraydi. Bunday holda, neytronlardan biri aylanadi va yadro yeydi va antineutrino. Yadro zaryadi va shunga mos ravishda, elementning atom soni ortib boradi va massa raqami o'zgarishsiz qoladi.
AZ X → az + 1 y + -; 24194pu → 24195 + e-; 6429CU → 6430ZN + E- V-; 4019K → 4020A + E- + V-.
Atomlarning yadrosining b zarralari atomdan ortiq energiya sarflanmagan bo'lsa, uning hujayradan ortiq energiya sarflanadigan energiya sarflanadi, bu esa korpuskulyar zarralar tomonidan ushlanmagan. Ushbu ortiqcha energiya Gamma Kvanta shaklida ta'kidlangan.
13785CS → 13756 V + E - + V- + V- +
b) pozitron beta-versiya. Ba'zi sun'iy radioaktiv izotoplar kuzatiladi, bu yadroda ortiqcha protlus protonlar mavjud. Bu stolning birinchi yarmida joylashgan radioaktiv izotoplarning 11% xususiyati 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 \u200b\u200b→ az-1u + e + V +; 3015p → 3014di + E + V +; 6428Ni + E + V +.
Yadrodan uchib ketayotgan pozitron "qo'shimcha" atom bilan ajralib chiqadi yoki "Positron-Elektron" juftligini hosil qiladi, u darhol zarralar massasi (e va e) ga teng ikki gama kvantiga aylanadi ). "Positron-Elektron" juftligini o'zgartirish jarayoni ikki gama miqdorini yo'q qilish (yo'q qilish) deb ataladi va paydo bo'lgan elektromagnit nurlanish deb ataladi. Bunday holda, materiyaning (moddaning zarralari) ni boshqasiga - gamma fotonlari o'zgarishi;
c) elektron suratga olish. Bu atom yadro miqdori yadrodan yassi yoki 100 marta yaqin bo'lgan yoki 100 martadan kam - L darajasidan 100 martagacha bo'lgan radioaktiv o'zgarishning bir turi. Natijada, yadroli protonlardan biri elektron tomonidan neytrallanadi, aylanib o'tadi. Yangi yadroning ketma-ketligi kichikroq bo'ladi va massa raqami o'zgarmaydi. Yadro antinutrino emissiyasini chiqaradi. Bo'lingan yoki l-darajali ishg'ol qilingan bo'sh joy energiya darajasi yadroidan ko'proq masofadan ko'proq masofada joylashgan elektron bilan to'ldiriladi. Ushbu o'tish paytida chiqarilgan ortiqcha energiya atom tomonidan xarakterli rentgen nurlari shaklida chiqariladi.
Azh + E- → az-1 y + v- + rentgen nurlanishi;
4019k + e- → ar + V- + V- + rentgen nurlari;
6429SU + E- → 6428 Ni + V- + rentgen nurlari.
Elektron K-CRACURUE Radioaktiv yadrolarning 25%,, asosan, stolning ikkinchi yarmida joylashgan sun'iy radioaktiv izotoplar uchun xosdir. Mendeleev va profitsitli protonlarga ega (z \u003d 45 - 105). Faqat uchta tabiiy elementlar Kristimadan o'tadi: Kalin-40, LANTAN-139, Lovutatsiyalar - 176 (4019k, 15957LA, 17671LU).
Ba'zi yadro ikki yoki uchta usulda parchalanishi mumkin: alfa va beta parchalanishi va tortib olish uchun.
Kalin-40 qayd etilgan, elektron parchalanish, elektron parchalanish - 88% va uni qo'lga olish - 12%. Mis-64 (6428CU) nikelga aylanadi (pozron parchalanishi - 19%, K-CRASTur - 42%; (elektron parchalanish - 39%).
3. AGRARATETRETning chiqishi radioaktiv parchalanish turi emas (u elementlarni o'zgartirmaydi) va atom yadrolari (tabiiy va sun'iy radioaktiv izotoplardan kelib chiqadigan elektromagnit to'lqinlar oqimi (tabiiy va sun'iy radioaktiv izotoplar). Agar sho''ba korpussiyaning rangi (alfa va beta zarra) tomonidan ushlanmagan energiya sarf etsa. Ushbu ortiqcha bu gamma kosasi shaklida ta'kidlanadi.
13153i → 13154XE + E- + V- + 2%; 226888 → 42HE + 22286RN + g kVant.
4. - yadrodan protonni chiqarish asosan shartdir. Ushbu jarayon sun'iy ravishda olingan yadrolarda katta neytron etishmovchiligi bilan kuzatilishi mumkin:
lute - 151 (15171LU) - Unda 24 neytronda 17671lu barqaror izotopga qaraganda kamroq.
Alfa parchalanishi(A-parchalanish) - Atomiya yadrolarining radioaktiv parchalanish turi, alfa zarrachasi chiqarilganda yadrolar soni 2 taga kamayadi, massasi - ko'p miqdorda Z. ga teng radioaktiv elementlarga xosdir.
Anjir. biri. A-parchalanishning sxematik qiyofasi.
Alpha parchalanishi atom yadrosining protonlar soni bilan o'z-o'zidan o'zgarishi deb nomlanadi Z. neytronlar N. Protonlar soni o'z ichiga olgan boshqa (sho'ba korxonasi) Z.-2 va neytronlar N-2. Bunday holda, a-zarrachalar chiqariladi - geliy atomining yadroni 4 /// ^ +.
Asl yadrodan parchalanganda, hosil bo'lgan yadrolarning atom soni ikki birlik tomonidan pasayadi, sxemaga ko'ra, 4 donaga kamayadi,
A-parchalanish misollari uran-238 izotopining parchalanishi bo'lishi mumkin:
(Shu bilan birga, toriyaning yadrosi va avtoulovning parchalanishi 0,07 MEV va 4.18 MEV) va radiom-226:
Bu erda fayans va Soddy tomonidan shakllantirilgan Shift qoidasi namoyon bo'ladi: a-ray davriy tizimning chap tomonining chap tomonidagi ikki guruhga o'z vaqtida joylashtirilgan.
Nuklening turar joy darajasi yarimparchalanish qiymati bilan ajralib turadi - bu radioaktiv izotop parchalanishining yarmida. Ko'pgina radioaktiv izotoplar murakkab parchalanish sxemalariga ega. Bunday hollarda diagrammalar o'tishning umumiy soniga nisbatan ushbu turdagi radiatsiyaning foizi foizini ko'rsatadi (1 va 2-rasm).
Anjir. 2. Narajlanish sxemasi 230 ming.
A-parchalanishning to'liq energiyasi:
qayerda E A. - energiya a-zarralari, E tl - Qaytish atomining energiyasi va men "sb" - bu sho''ba yadro qo'zg'alish energiyasidir.
Osonroq nuklidlar uchun (l
Alfa parchalanishi bilan a-zarralar kinetik energiyasi (E va) Manba va oxirgi yadro va zarrachalar massasi bilan belgilanadi. Agar yakuniy yadro qo'zg'atilgan bo'lsa, bu energiya biroz kamayishi mumkin, agar yadro parchalangan bo'lsa (energiya ko'tarilgan bunday zarralar uzoq muddat deb nomlanadi). Biroq, barcha holatlarda, parchalanish energiyasi har doim massadagi farq va boshlang'ich va yakuniy yadrolarning qo'zg'alishi bilan bog'liq va shuning uchun ajratilgan a-zarralar spektri har doim mustahkam emas, balki linal.
Chexnika parchalanishida chiqariladi
qayerda MA. va m a -4 - ona va filialning massalari, M a - A-zarrachalar massasi. Energiya E. U zarrachalar va sho''ba o'rtasida taqsimlangan, ularning massalariga teskari proportsional bo'lib, u zarralar energiyasidan
Uzoq energiya:
Shaxsiy yadroning qaytish energiyasi odatda O, 1 MEV, 1 MEVning uzunligi bir necha millimetrga teng.
Er yuzidagi sharoitlarda 40 ga yaqin radioaktiv izotoplar mavjud. Ular uchta radioaktiv qatorlarga birlashtiriladi, ular 2 3 6 u ( Ammo \u003d 477), 2 3 8 u (Lekin \u003d 477 + 2), 25U ( Ammo \u003d 477 + 3). Bu shartli ravishda bo'lishi mumkin (chunki ushbu seriya izotoplari Yerning mavjudligi paytida tarqalishiga olib keldi), bu 2 3-qatordan boshlanadi. NP (l \u003d 477 + 1) dan boshlanadi. Bir qator bir qator ketma-ket parchalangandan so'ng protonlar va neytronlar (z \u003d 82, n \u003d 126), mos ravishda 2O8 pb, 2O6 pb, 2O6 pb, 2 grena 2 ° 9b bilan shakllantiriladi . Hayot vaqti "- yadrolar ichida yotadi yu 17.yillar (2 ° 48) 3rd * 7c (212 r). Nuklidlar va 2 qism, * 44nn, 17 4HF - bu umr bo'yi
(2 + 5) 10 * 5 yil.
Anjir. 3. Kichik o'lchamdagi yassi to'plamlar: a - manba 210 ro, bir guruh ro guruh; b - 227 ming, ikki guruh yaqin masofali yugurish bilan; B - manban 2-manbaning + 2n Po, ikkita a-zarralar ko'rinadi, 211p0 ko'rinadi; G - bu ^ RA, 2 3 3 - 2 3, 21B, 212 Bli + 212 Po 6 guruhi ~ 8-chi.
Alpha parchalanishi mumkin bo'lsa, agar ona yadrosiga nisbatan zarrachalarning majburiy energiyasi salbiy bo'lsa. Yadro radioaktiv bo'lish uchun energiya tejash qonunining natijasidir
M (oh?) \u003e M (l-4 ^ -2) + m a (9)
qayerda M (a, z) va M (a-4, z-2) - mos ravishda boshlang'ich va yakuniy yadroli. M a. - ommaviy a-zarralar. Bu holda, parchalanish natijasida yakuniy yadro va zarrachalar umumiy kinetik energiyani sotib oladi. E.
A-zarralarning kinetik energiyasi (* 44-MEV) dan 11,65 MEV (Izomer 212sh) dan farq qiladi. Asosiy shtatlardan og'ir RAS tomonidan olib chiqarilgan a-zarralar energiyasi 4 + 9 MEV va noyob er elementlari tomonidan 2 + 4.5 MEV. Oddiy energiya bilan zarracha zarracha E. A \u003d 6 MEV - normal sharoitda havoga va ~ o, 05 mm a1da.
Anjir. to'rt. Eksperimental a-stol izotoplarining spektri.
Onalik yadrosi parchalanishidan kelib chiqadigan zarrachalarning spektri ko'pincha kvant bo'yicha yadroning turli energiya darajasiga to'g'ri keladigan bir nechta mono-energetika liniyalaridan iborat.
A-zarrachalar orqada qolmaganligi sababli, harakat paytida tanlovning qoidalari I-l. Tegishli qonunchilikdan kelib chiqadigan tayyorlik oddiy. Burchaklar L. Yoki zarralar vaqt oralig'ida qiymatlarni olishlari mumkin:
qayerda / va va Agar- Nuklei (ona va filial) ning boshlang'ich va oxirgi davri farishtalari. Shu bilan birga, agar ikkala davlatning tayyorligi va g'alati bo'lsa, agar teng bo'lsa, agar taqlid qilmasa, faqat l qiymatlari ruxsat etiladi.
Anjir. 5. LGning qaramligi. T. dan E "1/2 Saylov izotoplari, polani, Radon va Radia.
A-parchalanishning mol-mulki - bu "-caditz emissiya chiqarilishi va yarimparchalanishining energiya energiyasi energiyasi" - yarim hayotning yadrosining energiyasi mavjud. A-zarralar energiyasining kichik o'zgarishiga ko'ra, yarimparchalanish davri (t) ko'p buyurtmalar uchun o'zgaradi. Shunday qilib, 2 s dan 2 t gacha? "\u003d 4.08 MEV, 7 \u003d 1.41 10 Yu L va 258 ming E \u003d.9.85 MEV, T. \u003d Yu mks. Energiya o'zgarishi 24 buyruqning yarimparchalanish davri o'zgaradi.
Bir tomonlama izotoplar uchun A-parchalanish energiyasining yarimparchalanish davri qaramligi nisbati (Geger-Nettolla qonuni) tomonidan aniq tasvirlangan:
cI va C 2 doimiy bo'lsa, zbekistonga nisbatan zaif qaram bo'lgan joyda
Doimiy parchalanish uchun Geyer-Nesolning qonuni quyidagicha:
qayerda bnb 2 - Konstantalar va b 2 - Umumiy, A. B - har bir tabiiy satr uchun individual, R - Erkak uzunligi havodagi zarrachalar, E a - Energiya a-zarralari.
Bunday turdagi qarindoshlik 1912 yilda G.Gejer va J. Nyollom va Tunnel o'tish davrida yuzaga keladigan miqdorni - Gamon geykovning kvantli-mexanik ko'rib chiqish natijasida aniqlangan. Nazariy balon xonasining asosiy davlatlari o'rtasidagi o'tishlarni tasvirlaydi. G'alati, to'p, vertikal bo'lmagan va toq nuklei uchun umumiy tendentsiya saqlanib qoladi, ammo ularning yarimparchalanish davri z taniqli yadrolar bilan Z va E a a.
A-radiolanmali bo'lishning tarqalishi asosan, bunday yadrolar umr bo'yi ularning qulashi energiyasida kuchli bog'liqligi aniqlanadi. Ushbu energiya - bu yarimparchalanish kg 12 sektsiyasida bo'lsa \u003d Yu 1 yil 1 g izotop Ammo\u003d 200 faqat 1,810 m2 ki).
Elementlarning izotoplari uchun Z.
200 dan ortiq A Faol yadrosi ma'lum, asosan davriy tizim oxirida, z \u003d 82 bilan proton yadro chig'anoqchasini to'ldirishni tugatadi. Alpha parchalanishi bilan bog'liq
yadro kuchlari sonini ko'paytirish bilan yadroviy kuchlarni ko'paytirish bilan yadroviy kuchlarni jalb qilishning yadroviy kuchlarini ko'paytirishga qaraganda, yadlei hajmi tezroq (z 2) kuchayadi.
Anjir. 6. Palonyumdan (z \u003d 84) ekotoplarining yaltiroblari energiyasining (z \u003d 84) nuclonsdagi neytronlar sonidan boshlanadi.
Non-darmon elementlarining 20 ta radioaktiv izotoplari ham mavjud (A \u003d I40-RI6O). Bu erda A-parchalanish yadrolarning eng xususiyatidir N \u003d 84, bu zarrachalar chiqarishda neytron qobiq bilan to'ldirilgan yadroga aylaning (N \u003d n \u003d n \u003d 82). Neytron va og'ir yadro o'rtasida, shuningdek a ~ dasturiy ta'minot bilan bir nechta neytron etishmovchiligi emitentining kichik bir guruhi mavjud.
A-Faol Nuklei vaqtlari keng o'zgaradi: 3-10-sek (2 ro) dan (2 ro) (23) -10 * 5 l (tabiiy izotoplar '4 2). Energiya 44-9 MEVda yahudiylar 44-9 MEV (uzoq muddatli a-zarralar) yoki noyob er elementlari uchun uzoq muddatli bo'lsa, barcha og'ir nukle va 24-4,5 mln. Z \u003d 84 -100 bilan elementlarning izotoplari 6-rasmda keltirilgan
A-parchalanish nazariyasida, ona yadrosi potentsial to'siq bilan cheklangan potentsial chuqurning zarralari uchun a - zarrachalar uchun mo'ljallangan deb taxmin qilinadi. Ushbu to'siqni engish uchun yadrodagi a-zarralar energiyasi etarli emas. Kerneldan olingan a-zarrachalarning ketishi faqat Kvantik-mexanik hodisa tufayli, uni tunnel effektiga aylanadi. Kvant mexanikasiga ko'ra, zarrachalar ehtimolligi potentsial to'siqdan o'tishi noldan farq qiladi. Tunnelning avtohalmi probiyeistik.
Tunnel effekti(tunnel) - agar u umumiy energiya (tunnelda qolgan tunnelda qolsa), to'siq balandligidan kam bo'lgan holatdagi potentsial to'siq mikroledkalarini yengish. Tunnel effekti - klassik mexanikada imkonsiz bo'lsa, kvant tabiatining fenomeni; Tun optikasida tunnel effekti analogi, geometrik optiklar nuqtai nazaridan, to'liq ichki ko'rinishga ega bo'lgan ko'zgular vositasi ichidagi yorug'lik to'lqinining kirishi bo'lishi mumkin. Tunnel effektining fenomeni atom va molekulyar fizikadagi ko'plab muhim jarayonlarga asoslanadi, ichida atom yadrosi, qattiq tana va boshqalar fizikasi. Oxir oqibat, tunnelni noaniqlik nisbati bilan izohlanadi.
Anjir. 7.
A-parchalanish ehtimolini va uning zarrachalarining energiyasiga bog'liqligini va yadro to'nerining zaryadini aniqlashning asosiy omili. Eng oddiy a-parchalanish nazariyasi potentsialni to'siq bilan potentsial tarkibidagi harakatning tavsifi bilan qisqartirildi (7-rasm). A-zarralar energiyasi 5-MEV, 254-30 MEV og'ir yadroli bo'lganligi sababli, yadrodan olingan zarralar uchun zambil ortig'i, ehtimoliy ta'siri tufayli paydo bo'lishi mumkin bu to'siq o'tkazuvchanligi bilan belgilanadi. A-parchalanishning ehtimoli - bu zarrachalarning energiyaga bog'liq.
Shaklda. 7 zarrachaning o'zaro ta'siri, ularning markazlari orasidagi masofaga qarab qoldiq yadro bilan bog'liq bo'lgan potentsial energiyasining qaramligini ko'rsatadi. Koulrom potentsiali masofada kesilgan R, ya'ni qoldiq yadro radiusiga teng. Koulrom to'sig'ining balandligi yadroni yadro zaryadiga mutlaqo mutanosib, zarralarni zaryadlash va teskari proportsionaldir R \u003d r (1 / s, G 0 - yadro radiusi. Masalan, 2 s **, masalan, 2 s **, shuning uchun klassik g'oyalarga ko'ra, klassik g'oyalarga ega bo'lgan 30 MEVning balandligi 30 MEV. Biroq, ularning to'lqin xususiyatlari tufayli bunday to'siq hali ham yengib chiqadigan zarracha.
Irnelning energiya diagrammasida uchta sohani ajratish mumkin:
i "- sharsimon pomestar V. Klassik mexanikada kinetik energiya bilan zarrachalar E a a + v 0 bu sohada harakatlanishi mumkin, ammo u olib bo'lmaydi. Ushbu sohada a-zarrachalar va qoldiq yadro o'rtasida kuchli shovqin mavjud.
Potentsial energiya potentsial energiya a-zarralar energiyasidan katta, i.e. Bu klassik zarracha uchun taqiqlangan maydon.
7 *\u003e MR - mintaqadagi to'siqdan tashqarida. Kvant mexanikasida to'siq (tunnel) orqali zarrachalar (tunnel) orqali o'tish joyi mavjud, ammo bu juda kichik.
Tun Gamova nazariyasi a-zarralar energiyasidan chiqariladigan nuklidlarning yarimparchalanish davri bilan bog'liqligini tushuntirdi. Biroq, yarim ko'p yadrolar uchun yarim hayotning qadriyatlari katta xatolar bilan bashorat qilingan. Shuning uchun Gamovaning nazariyasi bir necha bor yaxshilandi. Nuklni nuklitik vositalar bilan parchalash imkoniyati sifatida hisobga olinganligi sababli, yadrolining kuchli deformatsiyasi (A-zarralar ellipsoidning katta o'qi bo'ylab aniq uchib ketadi va jo'nab ketish ehtimoli shundan farq qiladi sferik yadro uchun) va boshqalar. Gamov nazariyasida boshlang'ich va yakuniy yadrolar va yadrodagi zarrachalar tuzilishi, uning ehtimolligi 1 ga teng bo'lgan, bu taxminlar juda yaxshi tasvirlangan tajriba orqali. Ammo, agar finalga asl yadro tuzilmasi tuzilmasini qayta qurish juda qiyin bo'lsa, unda yarim soniyaning hisoblangan qiymatlari ikki kattalikning ikkita buyrug'i bilan o'zgarishi mumkin.
Alfa zarracha har doim xiralashgan yadrolarda mavjud emas va ba'zi cheklangan ehtimollik jo'nashdan oldin uning yuzasida yuzaga keladi. Og'ir yadro sirtida ikkita proton va ikkita nutron (a-klasterlar) dan iborat bo'lgan qisman nuklonlar mavjud. A-parchalanish natijasida A - parchalangan nukleondan olingan parchalanish bilan taqqoslaganda, a-parchalanish natijasida A - parchalangan neytron va proton juftligidan kelib chiqganda, a-parchalanishning 2-4 qismida. Birinchi holda, aylanish qulay deb ataladi va barcha o'tish joylari bal zal yadrolarining asosiy holatlari o'rtasida ta'minlanadi. Ikkinchi holatda, parchalanish noqulay deb ataladi.
1. Atom yadrosi fizikasi 1.4. b-parchalanish
1.4. Beta-versiya.
Beta dekompozitsiyasining turlari va xususiyatlari. Beta-parchalanish nazariyasining elementlari. Radioaktiv oilalar
Beta-versiya Yadrolar elektron (pozitron) yoki elektronni tortib olish yoki elektronning chiqarilishi natijasida yadro-ishlab chiqarishda beqaror yadroni o'z-o'zidan konvertatsiya qilish jarayoni deb ataladi. 900 ga yaqin beta-radioaktiv yadrolar ma'lum. Bularning faqat 20 tasi tabiiyki, qolganlari sun'iy ravishda olinadi.
Beta-parchalanish turlari va xususiyatlari
Uch xil tur mavjud β -Qahim: Elektron β - -soad, pozron β + Xay'at va elektron qo'l ( e.- qo'lga olish). Asosiy ko'rinishi birinchi.
Uchun elektron shaklda – - buzmoq Yadro neytronlaridan biri elektron va elektron antineutrino emissiyasining emissiyasi bilan protonga aylanadi.
Misollar: bepul neytron parchalanishi
, T. 1/2 \u003d 11,7 minut;
tritiumning parchalanishi
, T. 1/2 \u003d 12 yil.
Uchun pozitron b + - buzmoq Yadro protonidan biri musbat zaryadlangan elektron (pozitron) va elektron neytrino emlanishi bilan neytronga aylanadi
. (1.41b)
Misol
·
Oilalarning umumiy jamoalarining yarim yilligi davrining yarimparchalanishidan (4,5 milliard yil) torimuning 72 mamlakati, Uran-238 qariyb yarim yil, uran-235 - asosan, Neptun-237 deyarli barchasini buzdi.
Alpha va beta nurlanish odatda radioaktiv parchalanish deb nomlanadi. Bu juda katta tezlikda paydo bo'lgan yadrodan chiqadigan bu jarayon. Natijada, atom yoki uning izotopidan ikkinchisiga bitta kimyoviy elementdan aylanishi mumkin. Alpha va beta parchalari nuklei beqaror elementlarga xosdir. Bularga zaryad raqami bilan barcha atomlarni 83 dan katta va 209 dan yuqori bo'lgan katta raqamni o'z ichiga oladi.
Reaktsiya shartlari
Tarkibida, boshqa radioaktiv o'zgarishlar kabi tabiiy va sun'iydir. Ikkinchisi yadroda har qanday xorijiy zarracha tufayli sodir bo'ladi. Qancha alfa va beta-versiya atomdan o'tishi mumkin - bu faqat barqaror holat tez orada qanday qilib o'rnatilganligiga bog'liq.
Tabiiy holatlar bilan, alfa va beta-minus parchalanishi mavjud.
Sun'iy sharoitlar bilan yadrolarning parchalanishining oqibatlari va kam uchraydigan navlari neytron, proton va boshqa, kamdan-kam uchraydigan navlar mavjud.
Bu ismlar radioaktiv nurlanishni o'rgandi.
Barqaror va beqaror yadro o'rtasidagi farq
O'chirish qobiliyati atom holatiga bog'liq. "Barqaror" yoki reaktiv bo'lmagan yadro misli ko'rilmagan atomlar bilan ajralib turadi. Nazariyada bunday elementlarni kuzatish cheksizlikka cheksizlikka olib kelishi mumkin, nihoyat ularning barqarorligiga ishonch hosil qilish. Bunday yadrodan beqaror emas, bu juda uzoq umr ko'radigan beqaror emas.
Xato qilib, bunday "sekin" atom barqaror uchun qabul qilinishi mumkin. Biroq, yorqin misol, shuningdek, 128 raqamli 128-sonli izotopi, 2,2 · 10 dan 24 yoshga ega bo'lgan izotopi. Bu ish qisman emas. Lantan-138 yarim hayotga uchraydi, bu 10 11 yil. Bu davr mavjud olamning yoshiga nisbatan o'ttiz marta ko'p.
Radioaktiv parchalanishning mohiyati
Bu jarayon tasodifiy. Har bir parchalanadigan radionuklid har bir holat uchun doimiy qiymatga ega. Chekiy omillar ta'siri ostida parchalanish darajasi o'zgarib bo'lmaydi. Bu muhim emas, reaktsiya juda og'ir kuchning ta'siri ostida, mutlaq nolga, elektr va magnit maydonda, har qanday kimyoviy reaktsiya paytida va boshqalar. Jarayonga faqat atom yadrosining ichki qismiga to'g'ridan-to'g'ri ta'sir qilish mumkin, bu deyarli imkonsiz. O'z-o'zidan reaktsiya va uning ichki holati sodir bo'lgan atomga bog'liq.
Radioaktiv deflatsiyalar haqida gapirganda, "radionuklid" atamasi ko'pincha topiladi. Bu so'z bilan tanish bo'lmaganlar, ushbu so'z radioaktiv xususiyatlarga ega atomlar guruhini, o'zlarining massasi, atom raqami va energiya holatini bildiradi.
Turli radionuklidlar inson hayotining texnik, ilmiy va boshqa sohalarida qo'llaniladi. Masalan, tibbiyotda ushbu elementlar kasalliklarni, giyohvand moddalarni qayta ishlash, vositalar va boshqa buyumlar tashxislashda qo'llaniladi. Hatto bir qator terapevtik va prognostik radio mahsulotlari ham mavjud.
Izotopning ta'rifi teng darajada muhimdir. Bu so'z atomlarning maxsus turi deb ataladi. Ular an'anaviy element kabi bir xil atom raqamiga ega, ammo katta massa. Ushbu farq neytronlar, proton va elektron kabi zarar ko'rmaydigan neytronlar miqdori, ammo massani o'zgartiradi. Masalan, oddiy vodorodda sonlar mavjud. Bu yagona element, ularning ismlari: Deuterium, Tritium (yagona radioaktiv) va burch nomlari berilgan. Boshqa hollarda, nomlar atom massalari va asosiy elementga muvofiq beriladi.
Alfa parchalanishi
Bu radioaktiv reaktsiya turi. Metdeleevning kimyoviy elementlari jadvalining oltinchi va ettinchi davridagi tabiiy elementlarning xarakteristikasi. Xususan, sun'iy yoki tranranyon elementlari uchun.
Alpha parchalanishiga tegishli elementlar
Ushbu parchalanish torium, uran va oltinchi davrning boshqa elementlari, Bismutdan hisoblash davridagi davriy jadvalning davriy jadvalidan torium, ettinchi va ettinchi davrning boshqa elementlari bilan ajralib turadi. Jarayon, shuningdek, og'ir elementlar sonidan izotoplarga tushadi.
Reaktsiya paytida nima bo'ladi?
Alpha parchalanishi bilan emissiyalar 2 proton va neytron juftligidan tashkil topgan zarralar yadrosidan boshlanadi. Tanlangan zarracha - bu Gelium atomining yadrosi, 4 dona massa va massasi +2.
Natijada, davriy jadvalda asl nusxaning chap tomonidagi ikkita hujayrada joylashgan yangi element paydo bo'ladi. Bunday joylashuv dastlabki atom 2 proton va bir vaqtning o'zida dastlabki zaryadini yo'qotganligi bilan belgilanadi. Natijada, birlashtirilgan davlatga nisbatan 4 ta massaviy birlik paydo bo'lgan izotopning massasi pasayadi.
Misollar
Bunday uranning qulashi paytida, toriy shakllanadi. Radium Teastiadan, undan oldin poloniyaga va oxirida - boshida radiyani keltiradi. Shu bilan birga, ushbu elementlarning izotoplari bu jarayonda yuzaga keladi va ular emas. Shunday qilib, u uran-238, Tabiiy-234, Radium-230, Radium-230, Radon-236 va undan keyin ham barqaror element paydo bo'lishiga qadar ajralib turadi. Bunday reaktsiyaning formulasi quyidagicha:
Th-234 -\u003e Ra-230 -\u003e RN-226 -\u003e PO-222 -\u003e PB-218
Emissiya davrida izolyatsiya qilingan allpha zarrachasining tezligi 12 dan 20 ming km / s tezlikda. Vakuumda bo'lish, bunday zarralar ekvator bo'ylab harakatlanayotganda, 2 soniya davomida butun dunyodan chaqirib olishgan.
Beta-versiya
Ushbu zarracha tashqi ko'rinish joyida ushbu zarracha o'rtasidagi farq. Betaning parchalanishi atom yadrosida, uni o'rab turgan elektron qobiq emas. Ko'pincha mavjud radioaktiv o'zgarishlar natijasida yuzaga keladi. Buni deyarli barcha kimyoviy elementlar kuzatishi mumkin. Bundan kelib chiqadi, shundan har bir element kamida bitta izotop mavjud. Aksariyat hollarda, beta-minus parchalanishining beta-parchalanishi.
Reaktsiya bo'lish
Ushbu jarayon bilan neytronning elektron va protonga o'z-o'zidan o'zgarishi tufayli paydo bo'lgan elektron yadrodan chiqindi. Shu bilan birga, protonlar miqdori katta massa yadroda qoladi va Beta-minus zarrachasi deb ataladi, atomni qoldiradi. Protonlar birligi uchun ko'proq bo'lgach, elementning yadrosi katta tomonda o'zgaradi va davriy jadvalda asl nusxaning o'ng tomonida joylashgan.
Misollar
Kaliy-40 bilan beta-beta-versiyasini taqsimlash uni o'ng tomonda joylashgan kaltsiy izotopiga aylantiradi. Radioaktiv kaltsiy-47 Skanpan-47 ga aylanadi, bu "Barqaror"-47 ga aylanishi mumkin. Beta parchalanishi qanday ko'rinishga ega? Formula:
CA-47 -\u003e SC-47 -\u003e TI-47
Beta zarrachasining jo'nash tezligi 0,9 ni, yorug'lik tezligidan, 270 ming km / s gacha.
Tabiatda beta-faol nuklidlar unchalik ko'p emas. Bularning juda kichik. Masalan, tabiiy aralashmada faqat 119/10000 dagi kaliy-40 bo'lishi mumkin. Tabiiy Beta-minus faol radionuklidlar eng muhim mahsulotlardan eng muhim mahsulotlar orasidagi eng muhim mahsulotlar orasidagi eng muhim mahsulotlar qatoriga kiradi va uran va toriyumning mahsulotidir.
Betaning taqsimoti odatiy misolga ega: "Alfa"-234 ga aylanadi, so'ngra 234-sonli izotopiga aylanadi, ammo bu uran-234 yana bir izotopdir. Alpha parchalanishi toriyga aylanadi, ammo boshqa xilma-xillik. Keyin ushbu toriy-230 radiatorga aylanib, radiator-226 bo'ladi. Va xuddi shu ketma-ketlikda, tsikli uchun, faqat turli xil betaga o'tish bilan. Bu radioaktivona beta barqaror qo'rg'oshin-206 paydo bo'lishiga kamayadi. Ushbu o'zgarish quyidagi formulaga ega:
Th-234 -\u003e PA-234 -\u003e 234 -\u003e Th-224 -\u003e At-218 -\u003e At-218 -\u003e Bi-210 -\u003e PR-210 -\u003e PB-206
Tabiiy va sezilarli ana-faol radionuklidlar K-40 va teriumdan urangacha bo'lgan elementlardir.
Distacribe Beta Plus
Beta plyusni o'zgartirish ham mavjud. Bundan tashqari, pozron beta parchalanishi deyiladi. Bu zarracha yadroni pozitron nomi ostida uchraydi. Natijada chap qanotning kichikroq bo'lgan tik turganda manba elementining o'zgarishi bo'ladi.
Misol
Eletta parchalanishi natijasida magniy-23 barqaror natriy izotopiga aylanadi. Samrium-150 radioaktiv Evropa-150 ga aylandi.
Beta parchalanishining natijasida paydo bo'lgan munosabati beta + va beta emissiyasini yaratishi mumkin. Tasvirlar soni ikkala holatda ham tezligi 0,9 ni tashkil qiladi.
Boshqa radioaktiv parchalanish
Alfa parchalanish va beta-parchalanish kabi reaktsiyalardan tashqari, formulasi keng yorliq va sun'iy radionuklidlar jarayoniga boshqa kam uchraydigan va xarakterga ega.
Neytron parchalanishi. 1 ta massiv birlikning neytral zarrachasining chiqishi mumkin. Uning davomida bir izotop boshqa bir massa bilan boshqasiga aylanadi. Lityum-8, Lityum-8, geliy-4-dagi Lityum-9-ning translyatsiyasi bo'lishi mumkin.
Gamma-Kuva, Yodin-127 turg'unlik izotopi bilan 126 raqamli izotopga aylanadi va radioaktivlikni qo'lga kiritadi.
Proton parchalanishi. Bu juda kam uchraydi. Bu erda u +1 va 1 birlik massasi massasini egallab olgan proton chiqishi mavjud. Atom vazniga kamroq bo'ladi.
Har qanday radioaktiv o'zgarish, xususan, radioaktiv parchalanish Gamma nurlanish shaklida energiya chiqarilishi bilan birga keladi. U gamma kosasi, deyiladi. Ba'zi hollarda, rentgen nurlari kamroq kuchga ega bo'lgan.
Bu Gamma Kvanta oqimi. Bu tibbiyotda ishlatiladigan rentgenogrammadan ko'ra qattiqroq elektromagnit nurlanishdir. Natijada, gamma kosasi paydo bo'ladi yoki atom yadroidan energiya oqimlari. Rentgen nurlanishi ham elektromagnit, ammo atomning elektron qobiqlaridan kelib chiqadi.
Alfa zarralari masofasi
Alfa zarralari 4 atom birliklari va zaryadlash +2 to'g'ri harakatlanadi. Shu sababli, biz alfa zarralarining masofasi haqida gaplashishimiz mumkin.
Yugurish qiymati boshlang'ich energiyaga bog'liq va havoda 3 dan 7 gacha (ba'zan 13) sm. Zichroq muhitda millimetrning yuzdan bir qismi bor. Bunday nurlanish qog'oz varaqasini va terisini buzishi mumkin emas.
O'zining massasi va zarrachasining zaryadlangan raqami tufayli eng katta ionlashtiruvchi qobiliyatga ega va yo'lda hamma narsani yo'q qiladi. Shu munosabat bilan, alfa radionionuklidlari tanaga duchor bo'lganda odamlar va hayvonlar uchun eng xavfli hisoblanadi.
Beta zarralarining kirib borishi
Kichik massaning soni tufayli, proton, salbiy zaryad va o'lchamdan iborat bo'lgan, beta nurlanish pashshadan tashqari, lekin uzoqroq parvozdan tashqari moddaga ta'sir qiladi. Shuningdek, zarrachaning yo'li to'g'ri emas. Shu munosabat bilan ular olingan energiyaga bog'liq bo'lgan kiruvchi qobiliyat haqida gapirishadi.
Radioaktiv parchalanish paytida yuzaga keladigan beta-beta zarralari 2,3 m ni tashkil etadi, suyuqliklarda hisoblash santimetr va qorin bo'shlig'ida - kentimeterda - kentimetrda. Inson tanasi matolari chuqurlikka 1,2 sm chuqurlikda. BETA-Radiatsiyani himoya qilish uchun oddiy suv qatlamiga 10 sm gacha xizmat ko'rsatish mumkin. 10 MEVning etarlicha katta parchalanish energiyasi bo'lgan zarralar deyarli barchasi deyarli bunday qatlamlar tomonidan so'riladi: havo - 4 m; Alyuminiy - 2,2 sm; Dazmol - 7,55 mm; Qo'rg'oshin - 5.2 mm.
Kichik o'lchamlarni hisobga olgan holda, beta-radiatsiya zarralari alfa zarralari bilan taqqoslash uchun kichik ionlashtiruvchi qobiliyatga ega. Biroq, ular ichkariga kirganda, ular tashqi nurlanishdan ko'ra ancha xavflidir.
Hozirgi kunda barcha nurlanishning eng katta ko'rsatkichlari hozirgi neytron va gamma mavjud. Ba'zan bu nurlanishning masofa uchastkasi va yuzlab metrga etadi, ammo kichikroq ionlashtiruvchi ko'rsatkichlar bilan.
Gamma Kvanergning izotoplarining aksariyati 1,3 MEV ko'rsatkichlaridan oshmaydi. Tadbir 6,7 MEV qiymatlari. Bu borada po'lat, beton va qo'rg'oshin qatlamlari bunday nurlanishdan himoya qilish uchun foydalaniladi.
Masalan, Cobalt gamma nurlanishini susaytirish uchun o'n baravar, qo'rg'oshinni himoya qilish 100 baravar zaif, bu 9,5 sm zaiflashadi. Beton himoyasi 33 va 55 sm va suvli - 70 va 115 sm.
Ionlashtiruvchi neytronlar energiya ko'rsatkichlariga bog'liq.
Har qanday vaziyatda radiatsiyaning eng yaxshi himoya usuli manbaning maksimal masofasi va yuqori radiatsiya zonasida kam sonli masofada bo'ladi.
Yadro atomlarining bo'linish qismi
Atomlarda o'z-o'zidan yoki neytronlar ta'siri ostida, taxminan ikki qismga teng bo'lishi kerak.
Bu ikki qism kimyoviy elementning asosiy qismidan asosiy qismidagi radioaktiv izotoplarga aylanadi. Misdan lantaniylarga boshlang.
Izolyatsiya paytida bir juft neytronlar singan va Gamma Kvanta shaklida energiya haddan tashqari ko'payadi, bu radioaktiv parchalanish yuzaga kelganidan ancha katta. Shunday qilib, bitta radioaktiv parchalanishning bitta aktli, bitta gamma-kvant paydo bo'ladi va bo'linish aksiyasi davomida 8.10 gamma kvant paydo bo'ladi. Shuningdek, tarqoq bo'laklar issiqlik ko'rsatkichlariga kirib, ko'proq kinetik energiya mavjud.
Chiqarilgan neytronlar, agar ular yaqin va neytronlar joylashgan bo'lsa, shunga o'xshash yadrolarni ajratishni qo'zg'atishi mumkin.
Shu munosabat bilan, axloqiy yadrolarini ajratish va ko'p miqdordagi energiya yaratish va katta energiya yaratishning tarqalish ehtimoli bor.
Bunday zanjir reaktsiyasi boshqarilsa, u ma'lum maqsadlarda ishlatilishi mumkin. Masalan, isitish yoki elektr energiyasi uchun. Bunday jarayonlar atom elektr stantsiyalari va reaktorlar bilan amalga oshiriladi.
Agar siz reaktsiyani nazoratni yo'qotsangiz, atom portlash sodir bo'ladi. Bu yadro qurolida ishlatiladi.
Vivoda faqat bitta element - 235 raqami bilan faqat bitta ajratuvchi izotop mavjud. Bu qurol.
Neytronlar ta'siri ostida uran-238-dan oddiy uran reaktori, 239 raqami va undan sun'iy va tabiiy sharoitda sodir bo'lmaydi. Shu bilan birga, plutonium-239 qurollarda ishlatilgan. Atomik yadroli bo'lish jarayoni barcha atom qurollari va energiyasining mohiyati.
Alfa parchalanish va beta-versiya kabi bunday hodisalar, maktabda o'rganilgan formulalar bizning davrimizda keng tarqalgan. Ushbu reaktsiyalar tufayli yadro fizikasiga asoslangan atom elektr stantsiyalari va boshqa ko'plab ishlab chiqarishlar mavjud. Biroq, ko'plab bunday elementlarning radioaktivligi haqida unutmang. Ular bilan ishlashda barcha ehtiyot choralariga alohida himoya va muvofiqlikni talab qiladi. Aks holda, bu tuzatib bo'lmaydigan falokatka olib kelishi mumkin.
Og'ir ion drayverlari ekzotik yadro xususiyatlarini o'rganishda tubdan yangi imkoniyatlarni ochadi. Xususan, ular to'planishga ruxsat berishadi va uzoq vaqt davomida ionli atomlardan - "yalang'och" yadrosi. Natijada, elektron muhitga ega bo'lmagan atom yadrolarining xususiyatlarini tekshirish mumkin, unda atom yadrosiga koulombitaning korpusining ta'siri yo'q.
Anjir. 3.2 Izotopda (chapda) va butunlay ionlashtirilgan atomlarda elektron suratga olish sxemasi va (o'ngda)
Atomning chegarasi bo'yicha parchalanishi birinchi marta 1992 yilda kashf etilgan, b - -ensPad atom davlatlariga mutlaqo ionlashtirilgan atomni kuzatib borgan. Atom yadrolarining n-r diagleyasidagi 163 dyrel yadro qora bilan belgilangan. Bu shuni anglatadiki, bu barqaror yadro. Darhaqiqat, neytral atomni kiritish, 163 dyal barqaror. Uning asosiy holati (5/2 +) asosiy shtatdan (7/2 +) yadrodan olish natijasida hal qilinishi mumkin. 163 yadro, elektron qobiq, b --rdaoatli va uning yarimparchalanishi ~ 10 4 yil. Biroq, bu faqat yadroni elektron qobiq bilan o'ralgan holda ko'rib chiqsak. To'liq ionli atomlar uchun rasm tubdan farq qiladi. Hozir yadro 163 yadrosi 163 dyraning asosiy holati 163 ho hh 163 163 dyuym (3.2-rasm) ni tashkil qilish imkoniyatiga ega (3.2-rasm)
| → + e - + E. | (3.8) |
Elektronlashtirilgan elektron gazni bo'sh yoki l-chig'anoq ionida ushlash mumkin. Natijada, parchalanish (3.8) shaklga ega
→ + e - + e (bog'liq holatda).
K va L-qavatda parchalanadigan bank energiyasi (50,3 ± 1) KEV va (1,7 ± 1) Cevga teng. GSI-dagi 10 8 ta mutanosib ravishda ESR Cumuliation halqasi bilan bog'liq bo'lgan shtatlari bilan bog'liq bo'lgan shtatlari tomonidan parchalanishini kuzatish uchun to'plangan. Vaqt o'tishi bilan yadrosi b +wit natijasida hosil bo'lgan (3.3-rasm).
Anjir. 3.3. Ionlar to'planish dinamikasi: A - ESR-jamg'arib qo'yilgan halqalarda, ESR-to'plangan halqa, A-intensivligi va tashqi va ichki pozitsiya va sezgir detektorlar bilan o'lchanadigan 67+ ionlari. mos ravishda
Xoh 66+ ionlari deyarli bir xil m / Q nisbati, ular 66+ boshlang'ich nurli ionlari kabi bir xil orbitada to'planadilar. Vaqtlanish vaqti 30 minutni tashkil etdi. 66+ yadrosining yarimparchalanishini o'lchash uchun orbitada to'plangan nur nosozliklar ionlaridan xalos bo'lish uchun zarur bo'lgan 66+. Palatadan palatadan palatadan tozalash uchun argon gaz reaktivi 6 · 10 atom / sm 2, vertikal yo'nalishda to'plangan ionlarning diametri 3 mm bo'lgan. Ionxo 66+ elektronni ushlaganligi sababli, ular muvozanat orbitasi bilan tashlandi. U bulog'ini tozalash taxminan 500 s edi. Shundan so'ng, GAY-da 66+ ionlari va yangi shakllangan (gaz jetini o'chirgandan so'ng) dagi 66+ ionlari va yangi shakllangan (gaz jetini o'chirgandan keyin) tarqatishni davom ettirdi. Ushbu bosqich davomiyligi 10 dan 85 minutgacha o'zgargan. Xo 66+ ni aniqlash va aniqlash i po 66+ ko'proq ionlashtirilishi mumkinligiga qarab. Buning uchun oxirgi bosqichda, yana birlashtirilgan halqaga gaz jetasi yuborildi. Ion 163-dan 66 va 66 va 67 yoshdagi Ionning so'nggi elektronni talon-taroj qilindi. Vaziyatli sezgir detektor 163 ho 67+ ionlaridan qayd etilgan gaz jet yonida joylashgan edi. Shaklda. 3.4 To'lov vaqtiga yadro parchalanishining b parchalanishi natijasida hosil bo'lgan sonining qaramligini ko'rsatadi. Qashshoq pozitsiyaning fazoviy o'lchamini ko'rsatadi va sezgir detektorni ko'rsatadi.
Shunday qilib, nurda to'planish 1633 dyuym № 163 ho parchalanish ehtimolini isbotladi
→ + e - + e (bog'liq holatda).
Anjir. 3.4. Jami va 66+ boshlang'ich 163+ boshlanish vaqtiga qarab, filiallarning koeffitsienti. 163-sonli cho'qqisida 67+, ro'yxatdan o'tgan ichki detektor
Not 66+ va ho 66+ ionlari ionlashtirilgan dye 66+ ionlashtirilgan izotopining yarmini o'lchash mumkin bo'lgan vaqt oralig'ini o'zgartiradi . Bu ~ 0,1 yoshga teng bo'ldi.
Shunga o'xshash parchalanish 187 re 75+ uchun aniqlangan. Olingan natijada astrofizika uchun juda muhimdir. Gap shundaki, neytral 187 reoms 4 000 10 yilning yarimparchalanish davri bor va radioaktiv soat sifatida ishlatiladi. 187 rening 75+ yarimparchalanish davri atigi 33 ± 2 yil. Shuning uchun, astrofizik o'lchovlarda tegishli tuzatishlar kiritish kerak, chunki Yulduzlarda, 187 qayta ionli davlatda eng tez-tez uchraydi.
To'liq ionli atomlarning xususiyatlarini o'rganish, tashqi elektron qobiqning kouchble effektlaridan mahrum bo'lgan yadro ekzotik xususiyatlarini o'rganishni boshladi.
