78. Закон радиоактивного распада

Радиоактивный распад — это естественное радиоактивное превращение ядер, происходящее самопроизвольно. Атомное ядро испытывающее радиоактивный распад называют материнским, а возникающее ядро — дочерним.

Пусть число ядер в пром. t от t до t+dt-dN= - Ndt

λ – постоянная

N — число ядер, не распавшихся в момент времени t.

« »-общее число ядер уменьшается

; ;

- начальное число р. Ядер

; ;

- основной закон р. р.

Основной закон радиоактивного распада

Число не распавшихся рад. ядер с течением времени уменьшается по экспоненциальному закону.

λ – постоянная распада, определяет скорость распада.

Из ; можно получить период полураспада- t, за которое исход. число рад. ядер в среднем уменьшается в 2 раза.

; ; , где -период полураспада.

; ;

измеряется в

Активность нуклида

Измеряется. в бк. (беккелер) = 1распад за 1с

- также характеризует среднее время жизни р. я.

79. Правило смещения

Правило смещения- правило, позволяет установить какое ядро возникает в результате распада матер. ядра. Это и есть закон сохранения зарядового и массового чисел.

Правило смещения для

– распад

- распад

(электронный распад, )

(позитронный распад, )

Закон сохр. зарядового и массового чисел

Сумма з. (м.) чисел возникших ядер и частиц равна з. (м.) числу исходного ядра.

Возникшие дочерние ядра могут быть тоже радиоактивны. Это приводит к возникновению цепочки ряда радиоактивных превращений которые заканчиваются стаб. ядром.

Этот ряд- радиоактивное семейство.

Называется по наиб. долгоживущему родоначальнику семейству.

Конечным стаб. нукл. явл. нуклиды свинца

–распад: примером : распад

наблюд. для тяжелых ядер (А 200). Скорость вылета -частиц сост.

А эн.- от 4-8,8 МэВ. При этом частица образ. во время р.р при встрече в ядре двух p и двух n.

Эн. спектр - частиц, испускаемый данным p-элементом обнар. тонкую структуру - вып. группа . ч.

В пределах гр. эн. . ч. практ. const.. Имеет дискретную структуру атомы обл. дискр. эн. уравнениями.

- частицы, обл. эн. 8,8 МэВ исп. со стороны ядер Кулоновские силы ядро окружено потенциальным барьером, который не дает p и n разлетаться.

Как быть с частицами с эн. 8,8 МэВ? Напр., вылет - ч. с эн. 4,2 МэВ из ядра возможен благодаря туннельному эффекту. Этот эффект целиком обусловлен волновой природой частицы.

80.β-распад

Трудности в трактовке β-распада, т.е. электр. распада.

1) В процессе β-распада ядра образуются , но в ядре нет.

2) эн. спектр β ч. оказался непрерывным т.е. , вылет. Из ядра, могут обладать любыми энергиями. При выбросе число нуклидов в ядре не меняется, поэтому не должен меняться спин ядра. О при выбросе он изменяется на величину

Паули предположил, что при – расп. Испускается еще одна нейтральная частица- нейтрина, обл. 0 зарядом, спином , а также 0 массой покоя.

Её можно представить

Оказалось что при – - распаде обр. не нейтрина, а антинейтрина .

- + - распад.

Внедрение в распад и –позволило не только объясн. кажущееся несопр. спинов, но и сплошной эн. спектр.

Он объясн. распр. эн. между и

Суммарная эн. этих частиц одинакова

Образование : - рождается в ядре перед распадом в результате того что 1 из n - активного ядра перед распадом распадается в пратон с мгновенным образованием е и . Запись этого процесса

Происходит выброс: и - -

и - +

В этом процессе происходит сокр. заряда, массы и импульса. Данное превр. эн.- ски возможно только в ядре. Т.к. масса покоя n превышает массу p и , то данные разности массы соотв. эн. 0,782 МэВ. Именно за счет этой эн. может происх. спонт. превр. n в p.

81.ɣ-излучение

ɣ- не самостоятельный вид излучения а сопровождает распады. Оно возникает при ядерных реакциях в результате торможения обр. частиц.

Эн. спектр дискретный ɣ-излучение испускается не матер., а дочер. ядром. При ɣ А и Z не изм. Поэтому оно не описывается правилами смещения.

Его волновые свойства проявляются крайне слабо. ɣ-излучение рассм. как поток ɣ- квантов, обл. нулевой массой покоя они не могут замедлятся в среде. Они либо поглощают либо рассеиваются веществом. Они не несут эл. заряда не испытывают влияние Кулоновских сил. При прохождении ɣ- квантов через вещество их энергия практически не изменяется, ослабляется только интенсивность:

, -инт. ɣ-излучение на входе и выходе поглощающего слоя толщиной Х коэффициент. поглощения

Основные процессы, сопров. ɣ-излучение: фотоэффект, образование электронно позитивных пар, комптоэффект.

Ф/эф.- процесс при котором атом поглощая ɣ- квант, испускает . Характерен для ɣ- квантов с небольшой энергией.

Основной процесс взаимодействия к/эф. (комптоновское рассеивание).

При энергии больше 1 МэВ становится возможным образование - пар в электрических полях ядер.

Вероятность образования - пар с ростом энергии резко возрастает.

Если эн. ɣ- квантов превышает эн. связи в ядре , то может наблюдаться ядерный фотоэффект (из ядра вылетает нейтрон)