|
Конспект лекций по УД Физика (1 курс, СПО, технический профиль ). Конспект лекций для студентов 1 курса всех форм обучения Специальность 19. 02. 10 Технология продукции общественного питания
25.6. Правила смещения
Естественная радиоактивность наблюдается у ядер атомов тяжелых химических элементов, расположенных за свинцом в периодической таблице Менделеева. Естественная радиоактивность легких и средних ядер – сравнительно редкое явление, наблюдаемое у ядер  ,  ,  ,  ,  ,  ,  .
Опытным путем было установлено, что при радиоактивном распаде ядер соблюдается закон сохранения электрических зарядов. Если через Zя обозначить заряд ядра, претерпевающего распад, а через Zi – заряды ядер и частиц, возникших в результате радиоактивного распада, то этот закон может быть записан следующим образом:
 .
Кроме того, установлено, что при естественном радиоактивном распаде выполняется правило сохранения массовых чисел. Если приписать нуклонам (протонам и нейтронам) массовые числа, равные единице (это соответствует их массам в а. е. м.), а электрону – массовое число, равное нулю, то сохранение массовых чисел при радиоактивном распаде можно записать в виде
 ,
где Ая – массовое число материнского ядра; Ai – массовое число ядра или частицы, получившейся в результате радиоактивного распада.
Последние два соотношения при радиоактивном распаде обычно формулируются в виде так называемых правил смещения, позволяющих установить, какое ядро возникает в результате распада данного материнского ядра. При этом различают правила смещения для случаев возможного - или -распада.
Если  есть материнское ядро, претерпевающее распад, то правила смещения записываются соответственно следующим образом:
при -распаде  ,
при -распаде  .
Здесь Y – символ дочернего ядра,  – ядро гелия, т. е. -частица;  –символическое обозначение электрона, имеющего заряд, равный –1, и нулевое массовое число.
Из последних выражений видно, что ядро, претерпевающее -распад, смещается на два места левее в периодической системе элементов Менделеева в связи с вылетом двух положительных зарядов. Вылет -частицы сопровождается уменьшением массового числа па четыре единицы. При -распаде положительный заряд ядра увеличивается на одну единицу и ядро смещается на одно место правее в периодической системе. При этом не происходит изменения массового числа ядра.
Из правил смещения следует, что в результате радиоактивного - или -распада ядра атомов радиоактивных элементов превращаются в ядра изотопов других химических элементов. В ряде случаев дочернее ядро оказывается также радиоактивным и возникает цепочка радиоактивных превращений. Естественнорадиоактивные ядра образуют три радиоактивных семейства, называемых по родоначальнику семейства – наиболее долгоживущему изотопу с наибольшим периодом полураспада. Это семейства урана ( ), тория ( ) и актиния ( ). Существует, кроме того, еще одно радиоактивное семейство, полученное искусственным путем и начинающееся от трансуранового элемента нептуния ( ). Переход от одного члена каждого из естественнорадиоактивных семейств к другому осуществляется цепочкой - и -распадов и заканчивается на устойчивых ядрах изотопов свинца: семейство тория – на ядре  , семейство урана – на  , семейство актиния – на  . Семейство нептуния заканчивается на ядре висмута  .
Гамма-излучение не вызывает изменения заряда и массового числа ядер, а поэтому не описывается никакими правилами смещения. Установлено, что -лучи как самостоятельный вид естественной радиоактивности не встречаются и обычно сопровождают - и -распады. Опытным путем установлено, что -лучи испускаются не материнским, а дочерним ядром, которое в момент своего образования оказывается возбужденным и обладает избыточной энергией по сравнению с обычным, нормальным энергетическим состоянием ядра. За весьма малое время (порядка 10–13–10–14 с), значительно меньшее, чем время жизни возбужденного атома (
10–8 с), дочернее ядро переходит в нормальное или менее возбужденное состояние и при этом испускает -излучение, имеющее дискретный, линейчатый спектр.
|
|
|
Скачать 4.41 Mb.