Кислицын А.А. Физика атома, атомного ядра и элементарных частиц

35 (0). Радиоактивный распад ядер. Основной закон радиоактивного распада.

Открытие естественной радиоактивности

Радиоактивность урана впервые обнаружил в 1896г французский физик А.Беккерель (Becquerel A., но-

белевская премия 1903г). После этого П.Кюри и

М.Склодовская-Кюри (Curie P., Sklodowska-Curie M., нобелевская премия 1903г по физике) обнару-

жили радиоактивность у тория, а затем, исследуя

руды, содержащие уран и торий, открыли 84-й элемент (полоний) и 88-й элемент (радий). В нас- тоящее время установлено, что все элементы в конце таблицы Менделеева, начиная с 84-го эле- мента, являются радиоактивными. За открытие по- лония и радия М.Склодовская-Кюри в 1911 г полу- чила 2-ю нобелевскую премию (по химии).

Врезультате исследований отклонения бета-частиц

вмагнитном и электрическом полях, было устано- влено, что эти частицы имеют отрицательный электрический заряд, и массу покоя, равную массе электрона.

Электромагнитная природа гамма-лучей была уста- новлена после того, как удалось наблюдать их ди-

фракцию на кристаллах, и измерить длину волны

(меньше 10-10 м).

Труднее всего оказалось выяснить природу альфа- частиц. Это сделал Э.Резерфорд (нобелевская премия 1908г). Он не только измерил заряд и мас-

су альфа-частиц, но и прямыми экспериментами

доказал, что это ядра атома гелия. Дальнейшие его опыты с альфа-частицами мы уже изучали.

Основные виды радиоактивности

Альфа-распад

Бета-распад

Гамма-излучение ядер

Спонтанное деление ядер

Характерное ядерное время

Характерный размер ядра 2R 10 14 м. Характер-

ная скорость нуклона внутри ядра v 2·107м/c

(можно оценить из соотношения неопределен- ности 2Rmv h). Отсюда характерное ядерное

время:

Время жизни радиоактивного ядра должно хотя

бы на несколько порядков превышать ЯД .

К радиоактивным относят ядра, времена жизни

которых лежат в пределах

10 9 c 1022 лет

Основной закон

радиоактивного распада

Вероятность того, что за единицу времени произой- дет распад нестабильного ядра, обозначается бу- квой λ и называется "постоянной распада" данно- го вида ядер. Число распадов dN за время dt :

Период полураспада

Период полураспада - это время, за которое число радиоактивных ядер уменьшается в 2 раза:

N20 N0e T1/ 2

Среднее время жизни ядер