Лекция №2 Радиоактивный распад ядер

Оказывается, что отношение числа нейтронов к числу протонов N/Z в ядре определяет природу ядра и позволяет систематизировать почти все, что известно о ядре к настоящему времени.

Для стабильных элементов, за исключением водорода, ядро которого состоит только из протона, нейтронов в ядре не бывает меньше протонов, обычно же их несколько больше. В ядре имеются силы притяжения между нуклонами, получившими название ядерных сил. Эти силы действуют между протонами и протонами, протонами и нейтронами, нейтронами и нейтронами в ядре при их столкновениях. Ядерные силы, удерживающие нуклоны в ядрах атома, превосходят кулоновские силы отталкивания между протонами.

Ядерные силы короткодействующие, они действуют на расстояниях, сравнимых с двумя протонными диаметрами, а затем резко убывают до нуля с увеличением расстояния. Если обозначить расстояние между нуклонами в ядре буквой А, то на расстояниях А<0,5·10^{-3 см эти силы являются силами отталкивания. при 0,5·10-13}см<А<10^-12см— силами притяжения, а на расстоянии А > 10^{-12 см — быстро исчезают. Ядерные силы ответственны за энергию связи, которая удерживает ядро от распада.}

В большинстве случаев радиоактивный распад происходит таким образом, что дочерние ядра становятся более стабильными, чем исходные. Распад более предпочтителен, если дочернее ядро перемещается к линии стабильности N = Z. Продукты деления очень тяжелых ядер, например ²³⁵U, будут иметь большой излишек нейтронов, в результате чего они являются бета - излучателями, согласно реакции:

n → p + e¯ + (1)

где e¯ — электрон, — антинейтрино.

С другой стороны, при облучении положительными ионами мишеней и деталей ускорителя, часто получают дочерние радиоактивные ядра, испускающие нейтроны. В результате в этих ядрах наблюдается дефицит нейтронов и поэтому возрастает вероятность распада, при котором отношение Ν/Ρ растет, т.е. будет происходить позитронный распад, в результате которого протон преобразуется в нейтрон и позитрон по схеме:

n → p + e⁺ + (2)

где е⁺ — позитрон, — нейтрино, т.е. если в ядре много нейтронов или много протонов, то положение дела поправляется излучением электрона или позитрона.

Дата добавления: 2014-01-20