Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочник по физике для инженеров и студентов" -> 249

Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. , Детлаф А.А., Лебедев А.К. Справочник по физике для инженеров и студентов — М.: Оникс, 2006. — 1056 c.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка): spravochnikpofizike2006.djvu
Предыдущая << 1 .. 243 244 245 246 247 248 < 249 > 250 251 252 253 254 255 .. 307 >> Следующая

Vll.2.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

875

Рис. Vll.2.1,
Ra S6Rn(Em) 84Ро 83Ві 8аРЬ

876

VII.2. РАДИОАКТИВНОСТЬ

to

Рис. Vll.2.1,
VII.2.2. АЛЬФА-РАСПАД

877

тоний (94Pu), америций (95Am), кюрий (g6Cm), берклий (97Bk), калифорний (g8Cf), эйнштейний (ggEs), фермий (100Fm), менделевий (101Md), нобелий (102No), ло-уренсий (103Lr), резерфордий (104Rf), дубний (105Db), сиборгий (106Sg), борий (107Bh), хассий (108Hs), мейт-нерий (logMtj, дармштадтий (110Ds), рентгений (uiRg). Искусственно полученные трансурановые элементы от 112 до 116 не имеют (2004 г.) утвержденных названий.

Основным видом радиоактивного превращения трансурановых элементов является альфа-распад. Изотопы трансурановых элементов тем устойчивее, чем меньше у них число нейтронов N при данном числе протонов Z; изотопы с заполненными ядерными оболочками имеют большие Т1/2, чем соседние с ними. Трансурановые элементы неустойчивы по отношению к спонтанному делению ядер.

2. АЛЬФА-РАСПАД

1°. Альфа-распадом называют испускание атомным

4

ядром а -частицы (ядра гелия 2Не ). Альфа-распад характерен для тяжелых ядер с массовым числом А = 150. Известно более 300 a-активных изотопов, большая часть которых получена искусственно. Периоды полураспада Т1/2 различных а -активных изотопов варьируют в очень широких пределах от 10 7 с до IO17 лет. Кинетическая энергия а-частиц Ta заключена в сравнительно узких пределах от 2 до 11 МэВ.

2°. Альфа-распад ядра возможен только при условии: Ma > (МА _ 4 + Ma), где Ma и Ma _ 4 — массы материнского и дочернего ядер, a Ma — масса а-частицы. Энергия Е, выделяющаяся при а-распаде ядра, и кинетическая энергия а-частицы Ta равны:

M

Е = (МА-МА_А-Ма)с2 и Ta=-±^Е.

Для данного a-активного изотопа энергетический спектр а-частиц — дискретный. Энергия Ta при распа-
878

VrJI.2. РАДИОАКТИВНОСТЬ

де невозбужденного материнского ядра зависит не только от природы изотопа, но также от степени возбуждения дочернего ядра. Энергия Ta максимальна в том случае, когда дочернее ядро не возбуждено, и тем меньше, чем на более высоком энергетическом уровне находится дочернее ядро. Соответственно, а-радиоак-тивный источник излучает несколько групп а-частиц, различающихся по их энергии (тонкая структура альфа-спектра). Обычно наиболее интенсивной является группа с наибольшей энергией Ta.

3°. Альфа-распад ядра рассматривается как пример туннельного эффекта. Считается, что внутри ядра спонтанно образующаяся а-частица находится в потенциальной яме, которая отделена потенциальным барьером конечной ширины и высоты. Этот барьер обусловлен совместным действием на а-частицу ядерных сил притяжения нуклонами и кулоновских сил отталкивания ядерными протонами. Высота барьера в несколько раз больше энергии а-частицы, которая может выйти из ядра только путем просачивания сквозь барьер.

4°. В процессе альфа-распада различают две стадии: образование а-частицы из нуклонов ядра и испускание а-частицы ядром. Образование а-частиц происходит с заметной вероятностью, и поэтому время жизни а-ра-диоактивных ядер определяется в основном второй, гораздо более медленной, стадией а-распада. Обособлению двух протонов и двух нейтронов в а-частицу способствует насыщение ядерных сил, так что сформировавшаяся а-частица подвержена меньшему действию ядерных сил притяжения и вместе с тем большему действию' кулоновских сил отталкивания от протонов ядра, чем отдельные нуклоны.

Этим объясняется тот факт, что альфа-распад представляет собой значительно более вероятный тип радиоактивности, чем одно- и двухпротонная радиоактивность.

5°. Коэффициент прозрачности потенциального барьера очень сильно зависит от ширины и высоты барьера. Именно поэтому период полураспада Т1/2 а-радиоактивных ядер очень сильно уменьшается при даже небольшом увеличении энергии а-частиц Ta.
Vli.2.3. БЕТА-РАСПАД

879

Связь между T1^2 и Ta описывается экспериментально установленным законом Гейгера—Неттола:

В

Jra

1StV2=-I= +С’

где В > О иС < О — постоянные величины, не зависящие от массового числа А материнского ядра и слабо зависящие от зарядового числа Z этего ядра. Так, для Z = 84 В = 128,8 MsB1/2 и C = -50,15, а для Z = 90 В = = 133,4 МэВ1/2 и C = -51,94. Этот закон наиболее хорошо описывает переходы между основными состояниями четно-четных ядер.

3. БЕТА-РАСПАД

1°. Под понятием бета-распада объединяют три вида ядерных превращений: электронный. ((3_) распад, позитронный (P+) распад и электронный захват (Е-зах-ват). Бета-радиактивных изотопов значительно больше, чем альфа-активных. Они имеются во всей области изменения массовых чисел ядер от легких ядер до самых тяжелых, Всего известно более 1200 Р-активных изотопов. Из них только около 20 являются естественными, а все остальные получены искусственным путем.

2°. Бета-распад атомных ядер обусловлен слабым взаимодействием элементарных частиц. При Р_-распа-де происходит превращение одного ядерного нейтрона в протон, а при Р+-распаде — одного ядерного протона в нейтрон с одновременным испусканием ядром лептон-ной пары — электрона и электронного антинейтрино (в первом случае) и позитрона и электронного нейтрино (во втором случае). При ?-захвате происходит превращение одного ядерного протона в нейтрон с испусканием электронного нейтрино в результате поглощения ядром электрона из какого-либо слоя атомной оболочки (чаще всего из ближайшего к ядру К-слоя). ?-захват сопровождается испусканием атомом характеристического рентгеновского излучения.
Предыдущая << 1 .. 243 244 245 246 247 248 < 249 > 250 251 252 253 254 255 .. 307 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed