§11. 3 Види радіоактивного розпаду

Альфа-розпад. Альфа-випромінювання - це потік а -частинок, які виліта­ють із ядер атома, а-частинки складаються із двох протонів і двох нейтронів – це ядра гелію. Швидкість -частинок (0,4 2)10⁸ м/с, що відповідає кінетичній енергії від 4 до 8,8 МеВ. Спектр а -випромінювання складається з декількох близько розміщених ліній, тобто лінійчастий.

При -розпаді "материнське ядро" випускає -частинку і перетворюється в "дочірнє ядро". Якщо врахувати закон збереження заряду і маси, то реакція має вигляд:

X У+ Не (11.6)

Бета-розпад. Існують три різновиди -розпаду. В першому випадку ядро, яке зазнає радіоактивного розпаду, випускає електрон, в другому - позитрон, а в третьому електрон захоплюється ядром - К-захоплення (або електронне захоп­лення).

Електронний -розпад. Якщо в ядрі є надлишок нейтронів, то відбувається електронний -розпад ядра, при якому один з нейтронів перетворюється в протон і народжуються електрон та антинейтрино:

n P + e+ v

При -розпаді елемент у періодичній таблиці зміщується на один номер без зміни масового числа.

Наприклад, ізотоп калію К перетворюється в ізотоп Сакальцію.

-Розпад, так само як і -розпад, може супроводжуватися випусканням -променів. Дочірнє ядро, яке виникає, може перебувати не тільки у нормальному, але і в збуджених станах. Переходячи потім у стан з меншою енергією, ядро ви­промінює -квант.

Позитронний ⁺-розпад. Якщо в ядрі є надлишок протонів, то відбуваєть­ся позитронний ⁺-розпад, при якому один з протонів перетворюється на нейтрон, при цьому утворюються позитрон і нейтрино.

Для вільного протона такий процес неможливий.

Прикладом ⁺-розпаду є перетворення ізотопу фосфору Р в ізотоп крем­нію і.

Експериментально показано, що при -розпаді енергія розподіляється між - частинкою і нейтрино або антинейтрино.

Швидкість -частинок змінюється в широких інтервалах. Найбільша їх по­чаткова швидкість порядку 1,6 10⁸м/с. Максимальна кінетична енергія для м'якого -випромінювання лежить у межах (0,015 0,05) МеВ, а для жорсткого - (10 12) МеВ. Спектр -випромінювання неперервний, - і -частинки відхиляються в елек­тричному і магнітному полях.

К-захоплення або е-захоплення, полягає в тому, що ядро поглинає один із елек­тронів, який знаходиться на К-оболонці (рідше захоплюється електрон із L- або М-оболонки). В результаті такого ефекту один з протонів перетворюється в нейт­рон і утворюється нейтрино:

Р+ е n + v

Схема електронного захоплення:

X + е У + v (11.7)

Прикладом К-захоплення є перетворення ізотопу калію K в ізотоп аргону Ar.

Існує також протонна радіоактивність. При такому виді радіоактивності з ядра вилітає один або два протони.

-Промені - це потік квантів електромагнітного випромінювання, які мають дуже велику частоту - порядку 10²⁰ Гц, що відповідає довжині хвилі порядку 10^-12м. Енергія -променів для різних радіоактивних речовин змінюється в межах від 0,2 до 5,0 МеВ або більше.