Смекни!
smekni.com

Радиоактивность и её закономерности (стр. 3 из 3)


где X-символ ядра, состоящего из Z-протонов,Az—нейтронов.


Простейшим примером р~-распада является превращение свободного нейтрона в протон с испусканием электрона и антинейтрино (период полураспада нейтрона ≈13 мин):

Б.-р. наблюдается как у естественно-радиоактивных, так и у искусственно-радиоактивных изотопов. Для того, чтобы ядро было неустойчиво по отношению к одному из типов Р-превращения (т. е. могло испытать Б.-р.), сумма масс частиц в левой части уравнения реакции должна быть больше суммы масс продуктов превращения. Поэтому при Б.-р. происходит выделение энергии. Энергию Б.-р. Ер можно вычислить по этой разности масс, пользуясь соотношением Е==МС2, где С — скорость света в вакууме. В случае β-распада

Eβ-=(Mz-Mz+1)C2,

где М — масса нейтральных атомов. В случае β+-распада нейтральный атом теряет один из электронов в своей оболочке, и энергия Б.-р. равна

Eβ=(Mz-Mz-1-2me)C2,

где me — масса электрона.

Энергия Б.-р. распределяется между тремя частицами: электроном (или позитроном), антинейтрино (или нейтрино) и ядром; каждая из легких частиц может уносить практически любую энергию от 0 до Еβ, т. е. их энергетические спектры являются сплошными. Лишь при К-захвате нейтрино уносит всегда одну и ту же энергию.

Итак, при β-распаде масса исходного атома превышает массу конечного атома, а при β+распаде это превращение составляет не менее двух электронных масс.

Б.-р. имеет место у элементов всех частей периодической системы. Тенденция к β-превращению возникает вследствие наличия у ряда изотопов избытка нейтронов или протонов по сравнению.с тем количеством, которое отвечает максимальной устойчивости. Таким образом, тенденция к β+-распаду или К-захвату характерна для нейтронодефицитных, а тенденция к β-распаду — для нейтроноизбыточных изотопов.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ЗАХВАТ — вид радиоактивного превращения, при котором ядро атома захватывает электрон из своей электронной оболочки, в результате чего один из протонов ядра превращается в нейтрон с выделением нейтрона. Заряд ядра атома после Э. з. уменьшается на единицу, а массовое число не меняется. Э. з. обусловлен избытком протонов в соответствующем радионуклиде (см. Изотопы). При Э. з. наиболее вероятен захват электрона с ближайшего к ядру атома (см.) энергетического уровня (так называемый К-захват);

захват электрона со следующего (L) уровня примерно в 100 раз менее вероятен, чем К-захват. После поглощения электрона при Э. з. освободившееся место занимает электрон с более высокого энергетического уровня. При этом атом испускает характеристическое рентгеновское излучение (см.), по которому можно установить наличие Э. з. и определить количество радиоактивного вещества.

§ 5. Задачи

задача 19.30

Какова была длина волны рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения графитом под углом 600 длина волны рассеянного излучения оказалась равной 25,4 пм.

Дано:

λ=25,4 пм.

φ=600

λ0 - ?

решение:


лучи после рассеивания имеют большую длину волны чем до рассеивания.

Ответ: λ0 = 24,2 пм.

Задача 21.16

В результате распада 1 г. радия за год образовалось некоторая масса гелия, занимающего при нормальных условиях объём 0,043 см3. Найти из этих данных число Авагадро.

Дано:

mRa=10-3 кг.

t=1 г.=32595960 с.

V=0,043∙10-6 м3.

T1/2=1590 л.= 5,014∙1010 с.

T=293 K.

p=105Па.

NA - ?

Решение:

Радиоактивное вещество распадается по закону:

N=N0e-λt

N – количество нераспавшихся ядер в моиент времени t;

N0 – количество ядер в начальный момент;

λ – постоянная распада.

Количество распавшихся ядер радия равно количесву, образовавшихся врезультате распада, ядер гелия.

NHe=NRa(1- e-λt)

Запишем основное уравнение МКТ:


Ответ: Na= 5,562∙1023 моль-1.