Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Виды радиоактивного распада. Экологические аспекты радиоактивности.

Ядер > 2500, Хим. элементов ≥ 100

Более 90% - неустойчивые и самопроизвольно подвергаются преобразованию. Этот процесс превращения ядер одного элемента в ядра другого называется радиоактивностью.

N – радиоактивных ядер; dt – время; dN – распалось;

- dN~Ndt

-dN=λNdt

λ – постоянная радиоактивного распада (индивидуальная характеристика конкретного вида ядер, не зависит от внешних условий).

λ характеризует вероятность распада конкретного ядра в данный момент времени.

- закон радиоактивного распада (показывает, как быстро убывают ядра).

Среднее время жизни радиоактивного ядра: τ = 1/ λ.

Время, за которое распадается половина имеющихся ядер данного изотопа, называется его периодом полураспада, причем

Число распадов в единицу времени, происходящих в данной массе радиоактивного вещества, называется активностью. Активность: а = λN, где N – число атомов радиоактивного элемента.

Виды радиоактивного излучения:

1. α – распад: , их E_k определяется по длине свободного пробега.

n – число α -частиц, регистрируемых счетчиком;

l_{св. пробега} – расстояние от источника радиоактивного излучения до счетчика.

 

На длине свободного пробега α -частицы расходуют свою кинетическую энергию на ионизацию вещества. В разных веществах длина свободного пробега различна.

α -излучение обладает биологической опасностью, т.к. ионизирует атомы клеток, нарушая их правильную работу.

 

Внутри ядра существует объединение протонов и нейтронов в виде α -частицы. Её энергия отрицательна. Она в потенциальной яме. α – распад доказывает правомерность уравнения Шредингера и доказывает справедливость квантовой физики.

2. β – распад:

- β^-, электронный распад

При β – распаде помимо электрона вылетает еще одна частица, которая и уносит эту разность энергий: - нейтрино.

β⁺- распад, позитронный (антиэлектронный) распад – искусственный путь.

 

К-захват: Ядро захватывает электрон с ближайшей к нему электронной оболочки.

На освободившееся в электронной оболочке место переходят электроны с более высоких уровней и это сопровождается излучением характеристического рентгеновского спектра.

γ-лучи сопровождают α- и β -распад. Свидетельствуют о квантовании энергии ядра. Получившееся в результате распада ядро может быть в возбужденном состоянии и, излучая γ -квант переходит в основное.

γ-лучи обладают большой проникающей способностью, регистрируются по ионизации ими вещества: фотоэффект, эффект Комптона, рождение позитрон-электронной пары.

Обратный процесс: аннигиляция

Вещество + активное вещество→энергия