Правило смещения. 
Типы радиоактивного распада

Радиоактивный распад — естественное радиоактивное превращение ядер радиоактивного изотопа какого-либо элемента в ядро изотопов других элементов.

Альфа-распад и бета-распад — превращение атомных ядер, сопровождающееся испусканием аи Р-частиц. Термина «у-распад» не существует.

Распадающееся ядро называют материнским, ядро продукта распада — дочерним.

Правила смещения — правила, позволяющие установить, какое ядро возникает в результате распада данного материнского ядра.

Правила смещения (законы сохранения зарядового и массового чисел):

• а) сумма зарядовых чисел возникающих ядер и частиц равна зарядовому числу исходного ядра;
• б) сумма массовых чисел возникающих ядер и частиц равна массовому числу исходного ядра.

Альфа-распад — самопроизвольное превращение одного вида ядра в другое ядро с испусканием «-частицы (ядра атома гелия гНе):

где X — материнское ядро; Y — символ дочернего ядра; Z — зарядовое число; А — массовое число.

Примеры а-распадов (с учетом правила смещения):

Бета-распад — внутриядерные взаимные превращения нейтрона и протона. Различают три вида р-распада.

1. Электронный, или Р"-распад:

где v — антинейтрино, электрически нейтральная частица, не имеющая массы покоя (античастица по отношению к нейтрино). Примеры р~-распада:

2. Позитронный, или р⁺-распад:

где v — нейтрино; +?р — позитрон. Примеры (3⁺-распада:

3. Электронный, или е -захват:

Пример езахвата:

Гамма-излучение сопровождает а-, p-распады, а также возникает при ядерных реакциях, торможении частиц, их распаде и т. д. у-излучение испускается дочерним ядром, которое в момент своего образования оказывается возбужденным, а затем переходит в основное состояние.

Реакция аннигиляции — ядерная реакция, в процессе которой при столкновении позитрона с электроном образуется два (или три) у-кванта (рис. 7.9), причем энергия электронно-позитронной пары переходит в энергию фотонов (имеет место и обратная ей реакция), т. е. имеет место:

Энергия каждого у-фотона, возникающего при аннигиляции, должна быть не меньше энергии покоя электрона или позитрона:

Рис. 7.9.

Закон радиоактивного распада:

где N — число нераспавшихся ядер к моменту времени t; N₀ — начальное число нераспавшихся ядер (в момент времени t = 0); Т — период полураспада (время, за которое число ядер в среднем уменьшается вдвое).

Другая форма записи закона радиоактивного распада:

где X — постоянная радиоактивного распада [с^-1], которая характеризует долю ядер, распадающихся в 1 с; е — основание натурального логарифма.

Среднее время жизни радиоактивного изотопа:

Число ядер, распавшихся за время t:

Связь между периодом полураспада Т, постоянной распада X и средней времени жизни т:

На рис. 7.10 представлены зависимости числа распада ядер N от времени t, соответствующие разным веществам (A.J > А.₂); при этом начальное число N₀ радиоактивных ядер одинаково.

Рис. 7.10.

Активность нуклидов (общее название атомных ядер, отличающихся числом А и Z) — число распадов, происходящих с ядрами радиоактивного элемента в единицу времени:

Единица активности: беккерель (Бк).