5.1.2. Схемы радиоактивных превращений

Активность радионуклида указывает лишь число радиоактивных превращений в радионуклиде, но не дает информации о виде испускаемых радионуклидом частиц и их количестве. Для определения этих параметров радионуклида используются схемы радиоактивных превращений.

На рис.5.4 и 5.5 для примера приведены простые типичные схемы распада. В правой части типичной схемы распада (рис.5.4) косыми линиями указываются β^- - распады, с левой стороны β⁺ - переходы, К-захваты и внутренняя конверсия. При этом указывается максимальная энергия испускаемых β^+--частиц или энергия конверсионных электронов и процентные доли таких переходов. Вертикальными линиями обозначены γ-переходы между возбужденными уровнями ядра с указанием энергии испускаемых фотонов и вероятности перехода. К настоящему времени практически для всех радионуклидов как естественного, так и искусственного происхождения подобные схемы радиоактивных превращений подробно изучены и приведены в справочной литературе, например, на файле http://www-nds.iaea.org/nudat. Они постоянно уточняются, оцениваются и пересматриваются.

Р ис.5.4. Типичная упрощенная схема распада радионуклида

Рис.5.5. Схема распада радионуклида ⁶⁰₂₇Co.

По приведенным на схеме радиоактивных превращений конкретного радионуклида данным по выходам, можно рассчитать число частиц определенного вида с энергией Е_i , испускаемых данным радионуклидом активностью А в единицу времени: А·n_i, с^-1. Отсюда следует, что число частиц, испускаемых источником, не обязательно равно его активности. Суммируя число частиц с различными энергиями, получаем полное число частиц данного вида, испускаемых источником излучения на один акт распада, а зная активность радионуклида можно определить мощность источника излучения.

Активности радионуклидов изменяются от десятков до 10²⁰ Бк, периоды полураспада от долей микросекунды до 10¹⁸ лет.

Контрольные вопросы к § 5.1

1. Назовите основные характеристики источников излучений.

2. Какие радионуклиды называются изотопами, изотонами и изобарами?

3. Какие нуклиды относятся к наиболее устойчивым?

4. Что такое материнский и дочерние продукты распада?

5. Дайте определение активности радионуклида?

6. Что такое период полураспада радионуклида?

7. Как связаны активность и число радиоактивных ядер радионуклида?

8. Как связаны период полураспада и среднее время жизни радионуклида?

9. Запишите уравнение изменения числа ядер дочернего нестабильного радионуклида.

10. Как на схеме распада радионуклида указываются переходы с испусканием различных частиц?

11. Совпадает ли активность и число испускаемых при распаде частиц?

§ 5.2. Радионуклиды, как источники отдельных видов излучений.

Учитывая специфику взаимодействия различных видов излучений с веществом, рассмотрим характеристики источников по отдельным видам излучений.

К числу процессов, сопровождающих радиоактивный распад нуклидов, относятся: 1) α-распад; 2) β‑распад; 3) γ-излучение ядер; 4) нейтронный распад, 5) спонтанное деление тяжелых ядер; 5) испускание запаздывающих нейтронов. Указанными процессами распада и определяется вид испускаемого источником излучения.