29. Радиоактивность. Закон радиактивногораспада. Альфа, бета-распады, гамма излучение.

Радиоактивный распад -спонтанное изменение состава (заряда Z, массового числаA) или внутреннего строения нестабильных атомных ядер путём испускания элементарных частиц, гамма-квантов и/или ядерных фрагментов^[1]. Процесс радиоактивного распада также называют радиоакти́вностью, а соответствующие ядра (нуклиды, изотопы и химические элементы) радиоактивными. Радиоактивными называют также вещества, содержащие радиоактивные ядра.

Альфа-распадом называют самопроизвольный распад атомного ядра на дочернее ядро и α-частицу (ядро атома ⁴He).

Альфа-распад, как правило, происходит в тяжёлых ядрах с массовым числом А ≥ 140 (хотя есть несколько исключений). Внутри тяжёлых ядер за счёт свойства насыщения ядерных сил образуются обособленные α-частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов. Образовавшаяся α-частица подвержена большему действию кулоновских сил отталкивания от протонов ядра, чем отдельные протоны. Одновременно α-частица испытывает меньшее ядерное притяжение к нуклонам ядра, чем остальные нуклоны. Образовавшаяся альфа-частица на границе ядра отражается от потенциального барьера внутрь, однако с некоторой вероятностью она может преодолеть его и вылететь наружу. С уменьшением энергии альфа-частицы проницаемость потенциального барьера очень быстро (экспоненциально) уменьшается, поэтому время жизни ядер с меньшей доступной энергией альфа-распада при прочих равных условиях больше.

Бета-распад

Явление бета-распада состоит в том, что ядра некоторых элементов самопроизвольно испускаютэлектроны и элементарную частицу очень малой массы - антинейтрино.  Так как электронов в ядрах нет, то появление бета-лучей из ядра атома можно объяснить способностью нейтронов ядра распадаться на протон, электрон и антинейтрино. Появившийся протон переходит во вновь образующееся ядро. Электрон, вылетающий из ядра, и является частицей бета-излучения.  Такой процесс распада нейтронов характерен для ядер с большим количеством нейтронов. 

Гаммараспад -  В процессе радиоактивного излучения ядра атомов могут испускать гамма-кванты. Испускание гамма-квантов не сопровождается распадом ядра атома. Гамма излучение зачастую сопровождает явления альфа- или бета-распада. При альфа- и бета-распаде новое возникшее ядро первоначально находится в возбужденном состоянии и , когда оно переходит в нормальное состояние, то испускает гамма-кванты (в оптическом или рентгеновском диапазоне волн).

ЗАКОН РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА

— экспоненциальный закон убывания числа атомных ядеррадиоактивного элемента со временем. Выражается формулой N = N₀e^-λt, где N₀ — число атомов данногорадиоактивного элемента в любой, произвольно принятый за нулевой момент времени; N — число атомовэтого элемента, не распавшихся по прошествии интервала времени t; λ — постоянная распада данногорадиоактивного элемента; е — основание натуральных логарифмов З. р. р. выполняется толькостатистически, для очень большого числа распадающихся атомов; т. о., его можно интерпретировать каквероятностный закон.

30.Ядерные реакции - это искусственные превращения атомных ядер, вызванные их взаимодействием с частицами ( протонами, нейтронами, альфа-частицами, гамма-частицами) или другими ядрами. Условие, когда протекание ядерной реакции становится возможным: - когда ядро и частица (или другое ядро) сближаются на расстояния, при которых начинают действовать ядерные силы.  Так как в реакцию могут вступать ядро и положительно заряженная частица (протон), то необходимо преодолеть возникающие между ними силы отталкивания. Это возможно при больших скоростях частиц. Такие скорости достигаются в ускорителях элементарных частиц.  Источниками заряженных частиц для проведения ядерных реакций могут быть: - естественные радиоактивные элементы - ускорители элементарных частиц - космическое излучение. Превращения ядер сопровождается изменением их внутренней энергии (энергии связи). Разность сумм энергии покоя ядер и частиц до реакции и после реакции называется энергетическим выходом ядерной реакции.