Радыеактыўны распад

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Ядзерная фізіка
CNO Cycle.svg
Атамнае ядро · Радыеактыўны распад · Ядзерная рэакцыя · Тэрмаядзерная рэакцыя
Гл. таксама «Фізічны партал»

Радыеактыўнасць (ад лац. Radius «прамень» і āctīvus «дзейсны») — ўласцівасць атамных ядраў самаадвольна (спантанна) змяняць свой склад (зарад Z, масавы лік A) шляхам выпускання элементарных часціц або ядзерных фрагментаў. Адпаведная з'ява завецца радыеактыўным распадам.

Устаноўлена, што радыеактыўнымі з'яўляюцца ўсе хімічныя элементы з парадкавым нумарам пасля 82 (гэта значыць пачынаючы з вісмута), і многія больш лёгкія элементы (праметый і тэхнецый не маюць стабільных ізатопаў, а ў некаторых элементаў, такіх як індый, калій або кальцый, частка прыродных ізатопаў стабільныя, іншыя ж радыеактыўныя).

Натуральная радыеактыўнасць — самаадвольны распад ядраў элементаў, якія сустракаюцца ў прыродзе.

Штучная радыеактыўнасць — самаадвольны распад ядраў элементаў, атрыманых штучным шляхам праз адпаведныя ядзерныя рэакцыі.

Закон радыеактыўнага распаду[правіць | правіць зыходнік]

Асноўны артыкул: Закон радыеактыўнага распаду

Закон радыеактыўнага распаду - закон, адкрыты Фрэдэрыкам Содзі і Эрнэстам Рэзерфордам эксперыментальным шляхам і сфармуляваны ў 1903 годзе. Сучасная фармулёўка закона:

што азначае, што лік распадаў за інтэрвал часу у адвольным рэчыве прапарцыянальны ліку наяўных ва ўзоры радыеактыўных атамаў дадзенага тыпу. 

У гэтым матэматычным выразе - пастаянная распаду, якая характарызуе верагоднасць радыеактыўнага распаду за адзінку часу і мае памернасць с. Знак мінус паказвае на змяншэнне колькасці радыеактыўных ядраў з часам. Закон выказвае незалежнасць распаду радыеактыўных ядраў адзін ад аднаго і ад часу: верагоднасць распаду дадзенага ядра ў кожную наступную адзінку часу не залежыць ад часу, які прайшоў з пачатку эксперыменту, і ад колькасці ядраў, якія засталіся ва ўзоры.

Гэты закон лічыцца асноўным законам радыеактыўнасці, з яго было вынята некалькі важных следстваў, сярод якіх фармулёўкі характарыстык распаду - сярэдні час жыцця атама і перыяд паўраспаду[1][2][3][4].

Альфа-распад[правіць | правіць зыходнік]

Асноўны артыкул: Альфа-распад

Альфа-распадам называюць самаадвольны распад атамнага ядра на даччынае ядро ​​і α-часціцу (ядро атама ).[5]

Альфа-распад, як правіла, адбываецца ў цяжкіх ядрах з масавым лікам (хоць ёсць некалькі выключэнняў). Унутры цяжкіх ядзер за кошт уласцівасці насычэння ядзерных сіл утвараюцца α-часціцы, якія складаюцца з двух пратонаў і двух нейтронаў.  Утвораная α-часціца схільная большаму дзеянню кулонаўскіх сіл адштурхвання ад пратонаў ядра, чым асобныя пратоны. Адначасова α-часціца адчувае меншае ядзернае прыцягненне да нуклонов ядра, чым астатнія нуклоны. Утвораная альфа-часціца на мяжы ядра адлюстроўваецца ад патэнцыйнага бар'ера ўнутр, аднак з некаторай верагоднасцю яна можа пераадолець яго (гл. Тунэльны эфект) і вылецець вонкі.Са змяншэннем энергіі альфа-часціцы пранікальнасць патэнцыйнага бар'ера вельмі хутка (экспанентна) змяншаецца, таму час жыцця ядзер з меншай даступнай энергіяй альфа-распаду пры іншых роўных умовах больш.

Правіла зрушэння Содзі для α-распаду:

Прыклад (альфа-распад урану-238 у торый-234):

У выніку α-распаду атам ссоўваецца на 2 клеткі да пачатку табліцы Мендзялеева (гэта значыць зарад ядра Z памяншаецца на 2), масавы лік даччынага ядра памяншаецца на 4.

  1. А.Н.Климов. Ядерная физика и ядерные реакторы. — Москва: Энергоатомиздат, 1985. — С. 352.
  2. Бартоломей Г.Г., Байбаков В.Д., Алхутов М.С., Бать Г.А. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов. — Москва: Энергоатомиздат, 1982.
  3. I.R.Cameron, University of New Brunswick. Nuclear fission reactors. — Canada, New Brunswick: Plenum Press, 1982
  4. И.Камерон. Ядерные реакторы. — Москва: Энергоатомиздат, 1987. — С. 320.
  5. Мухин К. Н. Экспериментальная ядерная физика. В 2 кн. Кн. 1. Физика атомного ядра. Ч. I. Свойства нуклонов, ядер и радиоактивных излучений. — М.: Энергоатомиздат, 1993. — С. 137.