Правило смещения при радиоактивном распаде

При радиоактивном распаде происходит превращение ядер одних элементов в другие, которое подчиняются правилу смещения. Согласно этому правилу при α – распаде массовое число А уменьшается на 4, а зарядовое число Z на 2 единицы; при -распаде А не изменяется, аZ возрастает на 1; в ядре 1 нейтрон превращается в протон; при β⁺- распаде А не изменяется, а Z убывает на 1; в ядре один протон превращается в нейтрон.

Символическая запись такого смещения следующая:

→+- образовалось ядро нового элемента с массовым числом равным (А– 4) и зарядовым числом (Z – 2), т.е. ядро элемента, находящегося в периодической таблице на 2 клетки влево от исходного.

→+- образовалось ядро нового элемента сZ на 1 больше, т.е. ядро элемента из следующей клетки таблицы Менделеева.

→+- образовалось ядро нового элемента сZ на 1 меньше, т.е. ядро химического элемента находящегося в таблице Менделеева на 1 клетку влево.

Возникающие в результате распада ядра могут быть радиоактивными. Это приводит к возникновению цепочки, или ряда радиоактивных превращений.

Цепочка последовательных превращений элементов называется радиоактивным семейством или радиоактивным рядом. В природе существует 4 радиоактивных ряда или семейства, родоначальника которых является уран, торий и нептуний

ряд урана включает превращения от до, ряд тория включает превращения отдо, ряд актиния включает превращения отдо, ряд нептуния включает превращения отдо.

Искусственная радиоактивность. Ядерные реакции и законы сохранения

Радиоактивность изотопов, полученных посредством ядерных реакций, называется искусственной. Ядерными реакциями называются превращения атомных ядер, вызванные взаимодействием их друг с другом или с элементарными частицами. У тяжёлых ядер (например, ) наблюдаются спонтанные превращения, называемые делением ядра, при котором ядро делится на два ядра – осколки и 2-3нейтрона. Ядра-осколки радиоактивны.

При ядерных реакциях соблюдаются следующие законы сохранения.

1. Закон сохранения суммарного электрического заряда. Сумма зарядов ядер и частиц, впускающих в ядерную реакцию, равна сумме зарядов ядер и частиц конечных продуктов реакции.

2. Закон сохранения числа нуклонов. Сумма массовых чисел ядер и частиц, вступающих в ядерную реакцию, равна сумме массовых числе конечных продуктов реакции.

3. Закон сохранения энергии.

4. Закон сохранения импульса.

5. Закон сохранения момента импульса.

Ядерная реакция протекает в две стадии по следующей схеме

где Х – ядро-мишень, а – бомбардирующее ядро или частица, С – промежуточное возбуждённое ядро (компаунд-ядро), Y – ядро - конечный продукт реакции, b – образовавшаяся частица. Одна из первых ядерных реакций осуществлена Резерфордом в 1919г., при бомбардировке азота -частицами.

Эффективность протекания ядерной реакции характеризуется эффективным сечением σ

,

где N- число превращений на 1 см² мишени в 1 с;

N₀ - число бомбардирующих частиц в 1 с на 1 см² мишени;

n_t - число ядер мишени, находящихся на 1 см² площади.

Единица измерения 1 барн = 10^-24 см².