52.Явление радиоактивности. Закон радиоактивного распада.

Радиоактивностью называется самопроизвольное превращение одних атомных ядер в другие, сопровождаемое испусканием элементарных частиц. Такие превращения претерпевают только нестабильные ядра. К числу радиоактивных процессов относятся: 1) а-распад, 2) б-распад (в том числе электронный захват), 3) гамма-излучение ядер, 4) спонтанное деление тяжелых ядер, 5) протонная радиоактивность. Радиоактивность, наблюдающаяся у ядер, существующих в природных условиях, называется естественной. Радиоактивность ядер, полученных посредством ядерных реакций, называется искусственной.

Закон радиоактивного превращения. Отдельные радиоактивные ядра претерпевают превращение независимо друг от друга. N(t) = N0e-λt .где No — количество ядер в начальный момент, N — количество нераспавшихся атомов в момент времени t. Здесь λ — характерная для радиоактивного вещества константа, называемая постоянной распада.

53.Закономерность альфа-излучения атомных ядер.

Альфа-лучи представляют собой поток ядер гелия ⁴ ₂Не. Распад протекает по следующей схеме: Буквой X обозначен химический символ распадающегося (материнского) ядра, буквой Y — химический символ образующегося (дочернего) ядра. Альфа-распад обычно сопровождается испусканием дочерним ядром а-лучей. Из схемы распада видно, что атомный номер дочернего вещества на 2 единицы, а массовое число на 4 единицы меньше, чем у исходного вещества. Примером может служить распад изотопа урана ²³⁸U, протекающий с образованием тория: Скорости, с которыми а-частицы (т. е. ядра вылетают из распавшегося ядра, очень велики. Пролетая через вещество, а-частица постепенно теряет свою энергию, затрачивая ее на ионизацию молекул вещества, и, в конце концов, останавливается. Кинетическая энергия а-частиц возникает за счет избытка энергии покоя материнского ядра над суммарной энергией покоя дочернего ядра и а-частицы.

54.Закономерность бета-излучения атомных ядер.

Бета-распад. Существуют три разновидности C-распада. В одном случае ядро, претерпевающее превращение, испускает электрон, в другом — позитрон, в третьем случае, называемом электронным захватом (е-захватом), ядро поглощает один из электронов К-оболочки, значительно реже L- или М- оболочки (соответственно вместо е-захвата говорят о К-захвате, L-захвате или М-оболочки).

β -: (A, Z) → (A, Z+1) + e- + νe,

β+: (A, Z) → (A, Z-1) + e+ + νe,

е: (A, Z) → (A, Z-1) + e- + νe.

Главной особенностью β-распада является то, что он обусловлен слабым взаимодействием. Бета-распад - процесс не внутриядерный, а внутринуклонный. В ядре распадается одиночный нуклон.

55.Гамма-излучение атомных ядер.

Гамма-излучение (γ-излучение) – электромагнитное излучение, принадлежащее наиболее высокочастотной (коротковолновой) части спектра электромагнитных волн.

На шкале электромагнитных волн гамма-излучение соседствует с рентгеновскими лучами, но имеет более короткую длину волны.

Гамма-излучение представляет собой поток частиц - гамма-квантов или фотонов, с энергиями Е=hν. Фотоны с энергиями Е > 10 кэВ относят к гамма-квантам. Частота гамма-излучения (> 3∙1018 Гц) отвечает скоростям электромагнитных процессов, протекающих внутри атомных ядер и с участием элементарных частиц.

Источником гамма-излучения являются:

- торможение быстрых заряженных частиц в среде

- процессы в космическом пространстве.

- переходы ядра из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией

- при распадах частиц и реакциях с их участием обычно испускаются гамма-кванты с большими энергиями - десятки-сотни МэВ.

- при соударении электронов большой энергии от ускорителей с интенсивными пучками видимого света, создаваемых лазерами.