Радиоактивность и его виды. Закон радиоактивного распада

Самопроизвольное изменение состава атомного ядра, происходящее за время существенно большее характерного ядерного времени 10 ^-22 с (время, в течение которого α-частица пролетает диаметр ядра) называют радиоактивностью.

Радиоактивным распадом называется естественное радиоактивное превращение ядер, происходящее самопроизвольно. Различают:

1. α - распад

2. β - распад

3. Спонтанное деление атомных ядер

4. Протонный распад и др....

Остановимся более подробно на первых трех видах радиоактивности.

α - распад - самопроизвольный процесс испускания α-частиц, в результате которого массовое число ядра уменьшается на единицу, а зарядовое на две единицы заряда.

Схема реакции: (38.7)

β - распад – самопроизвольный процесс, в котором нестабильное ядро превращается в ядро изобар (A – cst) – меняет заряд в результате превращения нейтрона в протон или наоборот протона в нейтрон). Различают:

а) Электронный β ^- распад – ядро испускает электрон (38.8)

б) Позитронный β⁺ распад – ядро испускает позитрон (38.9)

в) Электронный захват или так называемый К-захват – ядро поглощает электроны оболочки своего атома (обычно у тяжелых ядер К-слоя, отсюда – К-захват). Напр., К-захват:

Самопроизвольный распад атомных ядер подчиняется закону радиоактивного распада:

(38.10), где N ₀ — число ядер в данном объеме вещества в начальный момент времени t = 0, N — число ядер в том же объеме к моменту времени t, λ — постоянная распада, имеющая смысл вероятности распада ядра за 1с и равная доле ядер, распадающихся в единицу времени.

Интенсивность процесса радиоактивного распада характеризуют две величины: (1) период полураспада T_1/2 и (2) среднее время жизни τ радиоактивного ядра.

Период полураспада — время, за которое исходное число радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое: откуда (38.11)

Среднее время жизни τ для всех первоначально существовавших ядер:

(38.12)

Естественной единицей радиационной активности является 1 распад в секунду = 1 Бк (Беккерель) – в СИ. (1 Ки (Кюри) = 3,7 10 ¹⁰ Бк, 1 Рд (Резерфорд) = 10⁶ Бк).