Закономерности a-, b- и g-распадов

Классификация ядерных реакций

1. по роду участвующих частиц:

· под действием нейтронов;

· под действием заряженных частиц (протонов, a-частиц и др.);

· под действием g-квантов.

2. по энергии вызывающих их частиц:

· малые энергии ~ 1 эВ (с нейтронами);

· средние энергии ~ 1 МэВ (с g-квантами, a-частицами);

· высокие энергии ~ 10³ МэВ (рождение новых элементарных частиц);

3. по роду участвующих в них ядер:

· на легких ядрах (А<50);

· на средних ядрах (50<А<100);

· на тяжелых ядрах (А>100);

4. по характеру ядерных превращений:

· с испусканием нейтронов;

· с испусканием заряженных частиц;

· реакции захвата (излучается g-квант).

a-распад: a- активными являются ядра главным образом тяжелых элементов (А > 200, Z > 82), например:

(10)

a- частица образуется при встрече двух протонов и двух нейтронов, имеет скорость 1,4×10⁷…2×10⁷ м/c, что соответствует энергиям 4,0…8,8 МэВ.

Закон Гейгера-Нэттола: , (11)

R _a- пробег, расстояние проходимое частицей в веществе до полной остановки; . Чем меньше период полураспада радиоактивного элемента, тем больше пробег, а следовательно и энергия a- частицы.

a- частица с энергией 4,2 МэВ окружена потенциальным барьером кулоновских сил 8,8 МэВ. Ее вылет объясняется в квантовой механике туннельным эффектом.

b- распад: b- электрон рождается в результате процессов, происходящих внутри ядра. Т.к. число нуклонов не меняется, а Z увеличивается на 1, то один из нейтронов превращается в протон с образованием электрона и вылета антинейтрино:

(12)

Теория b- распада с испусканием нейтрино предложена Паули в 1931 г. и экспериментально подтверждена в 1956 г. Обладает высокой проникающей способностью: нейтрино с энергией 1 МэВ в свинце пробегает путь 10¹⁸ м!

g-распад: не является самостоятельным, а сопровождает a- и b- распады. g- спектр дискретен, для него характерны не волновые, а корпускулярные свойства. g- кванты, обладая нулевой массой покоя, не обладая зарядом, не могут замедляться в среде, а могут либо поглощаться, либо рассеиваться. Большая проникающая способность g- излучения используется в g- дефектоскопии.

Дата добавления: 2013-12-13