Виды радиоактивного распада

Виды радиоактивного распада

Как уже отмечалось, радиоактивный распад представляет собой самопроиз­вольное превращение ядер атомов одного элемента в ядра атомов другого элемента.

Очевидно, такие превращения возможны лишь при изменении электрического заряда ядра, величина кото­рого зависит от числа протонов. Следовательно, радио- активный распад есть внутриядерное превращение, свя­занное с изменением числа протонов в ядре. Различают следующие основные виды радиоактивных превращений: ос-распад, (3-распад и К-захват. При альфа-распаде ядром испускается а-частица, которая является ядром ге­лия (Z = 2, А = 4). Нетрудно сообразить, что при испу­скании альфа-частицы исходное ядро превращается в ядро нового элемента, имеющего заряд ядра на две еди­ницы, а массовое число на четыре единицы меньше, чем у исходного ядра.

Например, атомы плутония 239 путем альфа-распада превращаются в атомы урана 235, ядра которого имеют заряд на две единицы, а массовое число на четыре еди­ницы меньше, чем у ядра плутония.

Таким образом, в результате альфа-распада ядра об­разуется ядро нового элемента, стоящего в периодической системе на два места левее исходного элемента.

Радиоактивные вещества, ядра атомов которых пре­терпевают превращения путем альфа-распада, получили название альфа-активных.

Бета-распад проявляется в двух формах: бета- электронный распад ((3~) и бета-позитронный распад ((3f). При бета-электронном распаде ядром испускается элек­трон. Исходный атом в этом случае превращается в дру­гой атом, имеющий заряд ядра на одну единицу больше, так как потеря одного отрицательного заряда равноценна приобретению одного положительного заряда. Масса электрона мала (0,0005 Аем), поэтому массовое число у вновь образованного ядра остается тем же, что и у исход­ного ядра.

На рис. 2 показана схема радиоактивного распада ядра атома натрия 24, которое путем испускания элек­трона превращается в ядро атома магния, имеющего за­ряд на одну единицу больше.

Таким образом, в результате электронного бета-рас­пада образуется ядро нового элемента, стоящего в перио­дической системе элементов на одно место правее исход­ного элемента.

Утверждение о том, что из ядра натрия 24 вылетает электрон, может вызвать возражение читателя, так как в ядре нет электронов. Тем не менее это утверждение не ошибочно. Но откуда берется электрон? По современным воззрениям, нейтроны, входящие в состав ядер атомов радиоактивных изотопов, могут самопроизвольно превращаться в протоны. Каж­дый отдельный акт такого превращения нейтрона в протон сопровождается испусканием электрона. Вылет электрона сигнали­зирует о том, что один из нейтронов превратился в протон, при этом, кроме электрона, испускается еще и другая частица, не имеющая заряда и облательно меньше массы электрона. Эта частица получила название «нейтрино», что означает «маленький нейтрон».

Следует заметить, что нейтроны в свободном состоя­нии, то есть вне ядер атомов, также радиоактивны; они путем электронного бета-распада превращаются в про«- тоны.

При бета-позитронном распаде ядром испускается по­зитрон. Позитрон — положительно заряженная частица, имеющая массу, равную массе электрона, и заряд, рав­ный по абсолютной величине заряду электрона. Необхо­димо отметить, что этот вид радиоактивного распада встречается лишь у искусственных радиоактивных изо­топов.

При испускании позитрона исходный атом превра­щается в другой атом, имеющий заряд на одну единицу меньше, то есть в результате позитронного распада обра­зуется ядро нового элемента, стоящего в периодической системе элементов на одно место левее исходного эле­мента.

Испускание ядром позитрона сигнализирует о том, что один из протонов ядра превращается в нейтрон, при этом также испускается нейтрино.

Таким образом, в неустойчивых ядрах нейтрон может обращаться в протон (|3~-распад), а протон — в нейтрон (|Зь-распад). В связи с этим в настоящее время протон и нейтрон рассматривают как два состояния одной и той же тяжелой частицы, названной «нуклоном» (по-латински nucleus — ядро).

Радиоактивные вещества, испускающие электроны или позитроны, получили название бета-активных изотопов.