Альфа-распад состоит в самопроизвольном превращении ядер с испусканием б-частиц (ядра гелия)

Схема б-р аспада записывается в виде.

где Х, Y — символы материнского и дочернего ядер соответственно. При записи б-р аспада вместо «б» можно писать «Не».

При этом распаде порядковый номер Z элемента уменьшается на 2, а массовое число, А — на 4.

При б-р аспаде дочернее ядро, как правило, образуется в возбужденном состоянии и при переходе в основное состояние испускает г-квант. Общее свойство сложных микрообъектов заключается в том, что они обладают дискретным набором энергетических состояний. Это относится и к ядрам. Поэтому г-излучение возбужденных ядер обладает дискретным спектром. Следовательно, и энергетический спектр б-частиц является дискретным.

Энергия испускаемых б-частиц практически для всех б-активных изотопов лежит в пределах 4−9 МэВ.

Бета распад Беккерель доказал, что в-лучи являются потоком электронов. в-распад — это проявление слабого взаимодействия.

Бета-распад состоит в самопроизвольном превращении ядер с испусканием электронов (или позитронов).

Установлено, что в-распад всегда сопровождается испусканием нейтральной частицы — нейтрино (или антинейтрино). Эта частица практически не взаимодействует с веществом, и в дальнейшем рассматриваться не будет. Энергия, выделяющаяся при в-распаде, распределяется между в-частицей и нейтрино случайным образом. Поэтому энергетический спектр в-излучения сплошной Существует два вида в-распада.

1. Электронный в^--распад заключается в превращении одного ядерного нейтрона в протон и электрон. При этом появляется еще одна частица н' - антинейтрино:

Электрон и антинейтрино вылетают из ядра. Схема электронного в^--распада записывается в виде.

При электронном в-распаде порядковый номер Z-элемента увеличивается на 1, массовое число, А не изменяется.

Энергия в-частиц лежит в диапазоне 0,002−2,3 МэВ.

2. Позитронный в⁺-распад заключается в превращении одного ядерного протона в нейтрон и позитрон. При этом появляется еще одна частица н — нейтрино:

Сам электронный захват не порождает ионизирующих частиц, но он сопровождается рентгеновским излучением. Это излучение возникает, когда место, освободившееся при поглощении внутреннего электрона, заполняется электроном с внешней орбиты.

Бета излучение Это излучение обладает большей проникающей способностью, чем альфа-излучение. Как и альфа-излучение, оно отклоняется в магнитном и электрическом полях, но в противоположную сторону и на большее расстояние. Это указывает на то, что бета-излучение является потоком отрицательно заряженных частиц малой массы. По отношению e/m Резерфорд идентифицировал бета-частицы как обычные электроны.

Гамма-излучение. Гамма-излучение проникает в вещество гораздо глубже, чем альфаи бета-излучения. Оно не отклоняется в магнитном поле и, следовательно, не имеет электрического заряда. Гамма-лучи были идентифицированы как жесткое (т.е. имеющее очень высокую энергию) электромагнитное излучение. Разделение радиоактивного излучения в магнитном поле на альфа-, бетаи гамма-лучи схематично показано на рисунке.

Радиоактивность — способность некоторых атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием частиц.

Радиоактивный распад — явление статистическое. Способность изотопа к распаду характеризуетпостоянная распада л.

Постоянная распада — вероятность того, что ядро данного изотопа распадется за единицу времени.

Вероятность распада ядра за малое время dt находится по формуле.

Учитывая формулу (33.1), получим выражение, определяющее количество распавшихся ядер:

Формула (33.3) называется основным законом радиоактивного распада.

Число радиоактивных ядер убывает со временем по экспоненциальному закону.

На практике вместо постоянной распада л часто используют другую величину, называемую периодом полураспада.

Период полураспада (Т) — время, в течение которого распадается половина радиоактивных ядер.

Закон радиоактивного распада с использованием периода полураспада записывается так:

Период полураспада может быть как очень большим, так и очень маленьким (от долей секунды до многих миллиардов лет). В табл. 33.1 представлены периоды полураспада для некоторых элементов.

Рис. 33.1.

Убывание количества ядер исходного вещества при радиоактивном распаде.

.Для оценки степени радиоактивности изотопа используют специальную величину, называемую активностью.

Активность — число ядер радиоактивного препарата, распадающихся за единицу времени:

Единица измерения активности в СИ — беккерель (Бк), 1 Бк соответствует одному акту распада в секунду. На практике более употребительна внесистемная единица активности — кюри (Ки), равная активности 1 г ²²⁶Ra: 1 Ки = 3,7×10¹⁰ Бк.

С течением времени активность убывает так же, как убывает количество нераспавшихся ядер:

33.2.