7.7.2. Бета-распад.
Бета-распад известен в двух разновидностях.
При --- распаде один из нейтронов превращается в протон и остается в дочернем ядре. Из ядра испускаются электрон и антинейтрино:
ZXA Z+1XA + -1e0 + 0ν0
Бета-лучи – электроны, возникшие при -- распаде – могут иметь энергию от 0,02 МэВ до ≈20МэВ. Энергетический спектр - электронов непрерывен. - - распад сопровождается гамма-излучением, имеющим линейчатый спектр; исключение составляет изотоп стронция 38Sr90, который распадается без сопутствующего гамма-излучения.
При +-распаде один из протонов превращается в нейтрон и остается в дочернем ядре. Из ядра испускаются позитрон и нейтрино:
ZXA Z-1XA + +1e0 + 0ν0
По схеме +-распада распадаются только искусственно созданные изотопы.
Нейтрино, антинейтрино – фундаментальные частицы, имеющие очень малую массу и не имеющие заряда. Имеют чрезвычайно малую вероятность взаимодействия с веществом.
Примеры -распада:
6C14 7N14 + -1e0 + 0ν0 (C14 N)
6C11 5B11 + +1e0 + 0ν0 (C11 B)
7.8. Уравнение радиоактивного распада. Период полураспада. Активность.
Радиоактивный распад нестабильного ядра – событие случайное, не зависящее от состояния, в котором находятся другие нестабильные ядра. Если нестабильное ядро длительное время не распадалось, то это вовсе не означает, что ему «уже пора»: долгое ненаступление распада не приближает и не отдаляет во времени предстоящий распад. Распад неизбежен, поскольку ядро объективно нестабильное. Вероятность его распада в любую секунду остается величиной постоянной.
Закономерности подобных процессов устанавливаются по средним показателям большой группы ядер, с применением методов математической статистики.
Уравнение радиоактивного распада (Резерфорд, Содди, 1903 год) получено, следуя логике статистического анализа: скорость радиоактивного распада пропорциональна численности еще не распавшихся ядер.
Эта логика в математической записи - это уравнение распада в дифференциальной форме:
(7.16)
Здесь N – численность нестабильных атомных ядер в момент времени t ;
- dN – изменение (уменьшение) этой численности за бесконечно малый
промежуток времени dt наблюдения за распадом;
– скорость уменьшения численности нестабильных ядер (скорость
распада в промежутке времени от t до t+dt);
λ – постоянная распада – константа, своя для каждого вида
радиоактивных атомов.
Результатом интегрирования дифференциального уравнения (7.16) является уравнение радиоактивного распада в интегральной форме:
N = N0 e-λt (7.17)
Здесь N = N(t) – численность еще не распавшихся ядер как функция времени t;
N0 – численность нераспавшихся ядер в начальный момент времени (при t = 0);
e – основание натуральных логарифмов.
График уравнения (9) представлен на рис. 9:
Рис. 9. График уравнения радиоактивного распада.
Достарыңызбен бөлісу: |