48) Масса и энергия связи ядра

Измерения показывают, что масса любого ядра m_я всегда меньше суммы масс входящих в его состав протонов и нейтронов: m_я < Zm_p + Nm_n. Это обусловлено тем, что при объединении нуклонов в ядро выделяется энергия связи нуклонов друг с другом.

Разность масс Δ = Zm_p + Nm_n – m_я называется дефектом массы.

По дефекту массы можно определить с помощью формулы  E = mc² энергию, выделившуюся при образовании данного ядра, т. е. энергию связи ядра E_св: E_св = Δ c² = (Zm_p + Nm_n – m_я)c². Эта энергия выделяется при образовании ядра в виде излучения γ-квантов. В таблицах принято указывать удельную энергию связи, т. е. энергию связи на один нуклон Е_св / А.

49) Радиоактивность. Виды радиоактивности

Радиоактивность – самопроизвольные превращения атомных ядер, сопровождающиеся испусканием элементарных частиц или более лёгких ядер. Ядра, подверженные таким превращениям, называют радиоактивными, а процесс превращения – радиоактивным распадом. Важнейшей характеристикой радиоактивности является закон радиоактивного распада, показывающий как со временем t изменяется (в среднем) число N радиоактивных ядер в образце , где N₀ – число исходных ядер в начальный момент (момент их образования или начала наблюдения), а – постоянная распада (вероятность распада радиоактивного ядра в единицу времени). Через эту постоянную можно выразить среднее время жизни радиоактивного ядра= 1/, а также период полураспада T_1/2 = ln2/. Период полураспада наглядно характеризует скорость распада, показывая за какое время число радиоактивных ядер в образце уменьшится вдвое.

Виды радиоактивности: 1) -распад; 2)‑распад; 3) -излучение ядер; 4) спонтанное деление тяжелых ядер; 5) испускание запаздывающих нейтронов и протонов.

50) Альфа-распад

Альфа-распад, вид радиоактивного распада ядра, в результате которого происходит испускание альфа-частицы. При этом массовое число уменьшается на 4, а атомный номер — на 2. Альфа-распад наблюдается только у тяжёлых ядер (Атомный номер должен быть больше 82, массовое число должно быть больше 200). Скорость вылета альфа-частицы 14000-20000 км/с. В общем виде формула альфа-распада выглядит следующем образом: .

51) Бета-распад

Бета-распад — тип радиоактивного распада, обусловленного слабым взаимодействием и изменяющего заряд ядра на единицу . При этом ядро может излучать бета-частицу (электрон или позитрон). В случае испускания электрона он называется «бета-минус» (β − ), а в случае испускания позитрона — «бета-плюс-распадом» (β + ). Кроме β − и β + -распадов, к бета-распадам относят также электронный захват, когда ядро захватывает атомный электрон. Во всех типах бета-распада ядро излучает электронное нейтрино (β + -распад, электронный захват) или антинейтрино (β − -распад).

В β ⁻ -распаде слабое взаимодействие превращает нейтрон в протон, при этом испускаются электрон и антинейтрино: .

В β + -распаде протон превращается в нейтрон, позитрон и нейтрино: .