Радіоактивні перетворення ядер

План

1. Основні закономірності радіоактивного розпаду.

2. Радіоактивні процеси.

2.1. α-Розпад.

2.2. β-Розпад.

2.3. γ-Випромінювання. Ефект Мессбауера.

2.4. Інші види радіоактивності.

3. Поділ і синтез ядер.

Основні закономірності радіоактивного розпаду

Радіоактивність — спонтанний процес, що відбувається в атомах радіоактивних елементів. Його розглядають як спонтанне перетворення нестійкого ізотопу одного хімічного елемента на ізотоп іншого елемента. Цей процес супроводжується випромінюванням різних частинок (електронів, протонів, нейтронів, α-частинок) ( ).

До радіоактивних елементів належать ті, котрі мають порядковий номер більший за 83. У періодичній таблиці Менделєєва вони розташовуються після Вісмуту. Для цих елементів характерною є відсутність стабільних ізотопів. Крім того, природна радіоактивність була виявлена й у деяких ізотопів інших елементів. Наприклад, винятком можна назвати Технецій (Те, Z = 43) і Прометій (Рт, Z= 61). Незважаючи на те, що їхні порядкові номери менші за 83, вони не мають жодного стабільного ізотопу.

Радіоактивний розпад — природне радіоактивне перетворення ядер. При цьому ядро, яке зазнає розпаду, називається материнським, а те, що утворюється, — дочірнім.

Основним у теорії радіоактивного розпаду є припущення про те, що розпад — спонтанний процес, який підкоряється законам статистики. Розпад окремих радіоактивних ядер відбувається незалежно, що дозволяє зробити такий висновок: швидкість розпаду (тобто кількість ядер, які розпадаються за одиницю часу), пропорційна кількість ядер, які не розпалися на цей момент часу:

Величина λ — коефіцієнт, що характеризує швидкість розпаду. Він називається константою розпаду. Ця величина індивідуальна для кожного радіоактивного ядра, її негативне значення вказує на те, що в процесі розпаду загальна кількість радіоактивних ядер зменшується. Знайти початкову кількість ядер, що не розпалися, дозволяє закон радіоактивного розпаду:

N= N0e-λt

де N0 — початкова кількість ядер, що не розпалися, у початковий момент часу

N — кількість ядер, що не розпалися, у момент часу t.

Основними характеристиками інтенсивності розпаду є: 0,693

1) період піврозпаду — час, за який розпадається половина ядер: ;

2) середній час життя ядра: