Радиоактивность. Альфа и бетта-распад. Правила смещения.

Радиоактивностью называется превращение неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотопы другого элемента, сопровождающееся испусканием некоторых частиц. Естественной радиоактивностью называется радиоактивность, наблюдающаяся у существующих в природе неустойчивых изотопов. Искусственной радиоактивностью называется радиоактивность изотопов, полученных в результате ядерных реакций.

Радиоактивное излучение имеет сложный состав. В магнитном поле узкий пучок радиоактивного излучения расщепляется на три компонента:

1. слабо отклоняемый пучок положительных частиц (-излучение)

2.                   сильно отклоняемый пучок отрицательных частиц (-излучение)

3.                   не отклоняемый пучок (-излучение)

-частицы – поток ядер гелия с зарядом Z=2e и массовым числом A=4 (). Скорость -частиц равна м/с. Попадая в вещество -частицы активно взаимодействуют с атомами и молекулами, ионизируют и возбуждают его. Когда энергия -частицы уменьшается до теплового движения, она захватывает два электрона и превращается в атом гелия (He). До этого она проходит путь, называемый пробегом. Из-за сильного взаимодействия с веществом пробег малый. Лист бумаги или одежда задерживают -частицы. Лист алюминия толщиной 0,05 мм также задерживает -частицы. Ионизирующая способность -частиц велика и равна  пар на длине пробега.

-частицы – это поток электронов, вылетающих из ядер со скоростью м/с. Ядро испускает электрон при превращении нейтрона в протон:

где  - обозначение электрона,  - электронное антинейтрино.

Ионизирующая способность -частиц в сотни раз меньше, чем у -частиц, а проникающая способность больше. -излучение задерживается слоем алюминия толщиной в 2мм.

Выброс  и -частиц сопровождается превращением атомных ядер. Материнским называется ядро испытывающее радиоактивный распад. Возникающее дочерние ядро оказывается возбужденным и его переход в основное состояние сопровождается испусканием -кванта. При всех превращениях выполняются законы сохранения заряда, массы и импульса.

Пусть  - материнское ядро, Y - дочернее ядро, тогда справедливы правила смещения:

Из этих правил следует, что в результате - и -распадов ядра атомов радиоактивных элементов превращаются в ядра изотопов других элементов. В ряде случаев дочернее ядро является радиоактивным и возникает цепочка радиоактивных превращений.