Тема Закон радиоактивного распада

План:

1. Закон радиоактивного распада.

2. Период полураспада.

Вопрос 1. Закон радиоактивного распада. Радиоактивность. Радиоактивностью называется способность атомного ядра самопроизвольно распадаться с испусканием частиц. Радиоактивный распад ядра возможен тогда, когда он энергетически выгоден, т.е. сопровождается выделением энергии.

Закон радиоактивного распада — физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времени и от количества радиоактивных атомов в образце.

Радиоактивный распад подчиняется статистическому закону. Резерфорд, исследуя превращения радиоактивных веществ, установил опытным путем, что их активность убывает с течением времени. Об этом говорилось в предыдущем параграфе. Так, активность радона убывает в 2 раза уже через 1 мин. Активность таких элементов, как уран, торий и радий, тоже убывает со временем, но гораздо медленнее. Для каждого радиоактивного вещества существует определенный интервал времени, на протяжении которого активность убывает в 2 раза. Этот интервал носит название период полураспада.

Радиоактивный распад характеризуется временем жизни радиоактивного изотопа, типом испускаемых частиц, их энергиями. Основными видами радиоактивного распада являются:

α-распад – испускание атомным ядром α-частицы; β-распад – испускание атомным ядром электрона и антинейтрино, позитрона и нейтрино, поглощение ядром атомного электрона с испусканием нейтрино; γ-распад – испускание атомным ядром γ-квантов;

спонтанное деление – распад атомного ядра на два осколка сравнимой массы.

К более редким видам радиоактивного распада относятся процессы испускания ядром двух электронов, одного или двух протонов, а также кластеров – лёгких ядер

от ¹²C до ³²S. Во всех видах радиоактивности (кроме γ-распада) изменяется состав ядра – число протонов Z, массовое число A или и то и другое одновременно.
На характеристики радиоактивного распада существенное влияние оказывает тип взаимодействия, вызывающего распад ядра. Для того чтобы происходил α-распад, необходимо, чтобы масса исходного ядра M(A,Z) была больше суммы масс конечного ядра M(A-4, Z-2) и α-частицы m_α: M(A,Z) > M(A-4, Z-2) + m_α. Энергия α-распада

Q_α = [M(A,Z) - M(A-4, Z-2) - m_α]c².

Вопрос 2. Период полураспада - это промежуток времени, в течение которого распадается половина данного количества ядер радиоактивного изотопа (которые превращаются в другой элемент или изотоп). Измеряется только период полураспада, так как полного распада не происходит. Период полураспада остается постоянным при любой температуре и давлении, но сильно отличается у разных изотопов. Кислород-20 имеет период полураспада 14 секунд, а уран-234-около 250000 лет. Распад радиоактивного изотопа сопровождается испусканием альфа- и бета-частиц. Измеряя интенсивность их выброса, можно исследовать распад. Термин «период полураспада» также относится и к частицам, произвольно распадающимся на новые частицы. Так свободный нейтрон распадается на протон и электрон.

Для каждого радиоактивного вещества существует характерный интервал времени, называемый периодом полураспада. Период полураспада - это промежуток времени, за который распадается ровно половина всех ядер. Например, если в некоторый момент времени вещество состоит из N ядер, то через время T, равное периоду полураспада ядер, останется N/2 ядер и т.д. Закон радиоактивного распада

Исследования показали, что радиоактивные элементы могут иметь самые различные периоды полураспада - от десятимиллионных долей секунды, до миллиардов лет. Но период полураспада для каждого данного вещества определенный, и не изменяется при изменении внешних условий (давлении, температуры и т.д.)