50 Закон радиоактивного распада

Активность нуклоида - это физическая величина, характеризующая количество распадов нуклоида за 1 сек (количество распадающихся ядер в 1 с.).

Актвность можно измерять с помощью счётчика Гейгера-Мюллера.

где A₀ - начальная активность.

- з-н убывания активности.

Единицами активности в системе СИ является 1 Беккерель (1 Бк). 1 Бк - это активность нуклоида, равная 1 распаду в 1 секунду Также используют единицу Кюри (Ки). 1 Ки = 3·10⁷ Бк.

-распад

-распадом называется превращение ядер одного типа в ядра другого типа с выделением ядер атома гелия, называемых -частицами.

-распад испытывают ядра, у которых Z>82 (тяжёлые ядра). У лёгких ядер -распад как правило не наблюдается. Естественный -распад распространён не широко.

-распад совершается по след. схеме:

(-частицы)

X - материнские ядра;

Y - дочерние ядра.

Опыт показывает, что дочернее ядро, возникающее при распаде, может находиться как в нормальном состоянии, так и в возбуждённом. Для каждого распадающегося ядра имеет место несколько -частиц с близкими дискретными значениями энергии. E_ меняется от 4 МэВ до 9 МэВ. V_~0,1 м/с. С помощью классической физики объяснить -распад невозможно. Только квант. механика, рассматривающая -частицу с присущими ей волновыми свойствами, позволяет объяснить сущность -распада.

Резерфорд установил, что для -частиц, подлетающих к ядру, существует значительный потенц. барьер сил кулоновского отталкивания.

Профиль потенциального барьера

Согласно структуре ядет и природе ядерных сил, возможно с какой-то вероятностью объединение двух протонов и двух нейтронов.

При E₁ - распада нет;

При E₂ - возможно туннелирование сквозь потенц. барьер куллоновских сил.

При E₃ туннельный эффект очень вероятен.

- формула Гейгера-Неттори.

E_=E_матE_доч;

-частицы имеют тонкую энергетическую структуру.

-распад. Его механизмы. Нейтрино.

-распадом называется превращение ядер одного типа в ядра другого типа с выдылением -частиц. -распад наблюдается у ядер даже с небольшим Z.

Сущестует 3 вида -распада:

1) Электронный распад (^-распад)

Смещение вправо на 1 клетку.

2) Позитронный распад (^-распад)

Смещение влево на 1 клетку

3) k-захват (e-захват)

Дочерние ядра могут иметь различные значения энергии, соответствующие различным энергетиечским уровням. При переходе из возбуждённого состояния в нормальное испускаются -кванты.

При 1 и 2 виде -распада энергия -частиц может иметь любые значения от 0 до некоторого значения, называемого максимальной энергией.

N - количество -частиц, аозникших при распаде.

Из графика видно, что большинство -частиц имеют опред. энергию (максимум графика). Очень мало частиц с почти нулевой энергией (пунктир).

При рассмотрении теории -распада обнаружили невыполнение з-на сохранения энергии и закона сохранения спина. В 1931 г. Паули, используя несохранение спина, предположил, что наряду с -частицей в 1 и 2 видах -распада должна вылетать ещё одна частица. Эту частицу назвали нейтрино (_e). m_<10^4m_e, т.е. m_=0. Заряда нейтринно не имеет.

- антинейтрино. У антинейтрино спин направлен по движению, у нейтрино - против движения.

В 1956 г. было экспериментально подтверждено существование нейтрино.

Энергия -распада делится произвольным образом между -частицей и нейтрино  энергия -частицы непрерывна.

Электронов и позитронов в ядре нет! Эл-ны и позитроны возникают в приядерном пространстве за счёт превращений нуклонов, происходящих в ядре.

- со свободным про-тоном не реализуется.

- возможно также со свободным протоном.

* - связанное состояние (т.е. в ядре).

Нейтрон в свободном состоянии -активен. Его время жизни=11 мин.

Третий вид -распада - k-захват.

Взаимодействие протона с электроном образует нейтрон с выбросом нейтрино.