Радиоактивный распад - Все о радиации. - Каталог статей - Likvidator
Четверг, 30.10.2014, 15:37:54
Приветствую Вас Гость | RSS
Все о РАДИАЦИИ...
Главная | Каталог статей | Регистрация | Вход
Форма входа

Меню сайта
Категории раздела
ЧАЭС [1]
Все о радиации. [16]
Прочее [8]
Поиск
Друзья сайта
  • Дозиметрия радиации
  • Не пропаду
  • Магазин выживальщика
  • Все проекты компании
  • Мини-чат
    200
    Наш опрос
    Каковы ваши знания про радиацию?
    Всего ответов: 453
    Облако тегов
    блог вино вывести йод радиацию Кюри дозиметр припять радиоактивность распад уран цезий чернобыль радиационный радиоактивный зиверт микрорентген миллизиверт Радон ренген Радиация излучение амерций-241 бэр плутоний-239 эксперименты
    Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0
    Главная » Статьи » Все о радиации.

    Радиоактивный распад
    Радиоактивный распад
    - это испускание, выбрасывание с огромными скоростями из ядер атомов "элементарных" (атомных, субатомных) частиц, которые принято называть радиоактивными частицами или радиоактивным излучением. При этом, как уже было сказано, в подавляющем большинстве случаев ядро атома (а значит, и сам атом) одного химического элемента превращается в ядро атома (в атом) другого химического элемента; или один изотоп данного химического элемента превращается в другой изотоп того же элемента.

    Радиоактивный распад, как и все другие виды радиоактивных превращений, может быть естественным (самопроизвольным, спонтанным) и искусственным, вызванным попаданием в ядро стабильного атома какой-либо частицы извне.

    Для естественных (природных) радионуклидов основными видами радиоактивного распада являются альфа- и бета-минус-распад (хотя встречаются и другие). Названия альфа и бета были даны Эрнестом Резерфордом в 1900 году при изучении радиоактивных излучений.

    Для искусственных (техногенных) радионуклидов кроме этого характерны также нейтронный, протонный, позитронный (бета-плюс) и более редкие виды распада и ядерных превращений (мезонный, К-захват, изомерный переход, "откалывание" и др.).
    Альфа-распад

    Альфа-распад
     - характерный вид радиоактивного распада для естественных радиоактивных элементов шестого и седьмого периодов таблицы Д. И. Менделеева (уран, торий и продукты их распада до висмута включительно) и особенно для искусственных - трансурановых - элементов. То есть этому виду распада подвержены отдельные изотопы всех тяжёлых элементов, начиная с висмута.

    Альфа-распад - это испускание из ядра атома альфа-частицы (альфа-частицы), которая состоит из 2 протонов и 2 нейтронов. Альфа-частица имеет массу 4 единицы, заряд +2 и является ядром атома гелия.

    В результате испускания альфа-частицы образуется новый элемент, который в таблице Менделеева расположен на 2 клетки левее, так как количество протонов в ядре, а значит, и заряд ядра, и номер элемента стали на две единицы меньше. А масса образовавшегося изотопа оказывается на 4 единицы меньше.

    Так, например, при альфа-распаде урана всегда образуется торий, при альфа-распаде тория - радий, при распаде радия - радон, затем полоний и наконец - свинец. При этом из конкретного изотопа урана-238 образуется торий-234, затем радий-230, радон-226 и т. д.

    Радиоактивный распад - это выбрасывание из ядра атома какой-либо частицы, в результате чего атом одного химического элемента (изотопа) превращается в атом другого элемента (изотопа).

    альфа-распад - выбрасывание (испускание) из ядра атома альфа-частицы.

    альфа-частица - это 2 протона и 2 нейтрона, то есть ядро атома гелия с массой 4 единицы и зарядом +2.

    Скорость альфа-частицы при вылете из ядра от 12 до 20 тыс. км/сек.

    В вакууме альфа-частица могла бы обогнуть земной шар по экватору за 2 сек.
    Бета-распад (бета-распад) - наиболее распространённый вид радиоактивного распада (и вообще радиоактивных превращений), особенно среди искусственных радионуклидов. Он наблюдается практически у всех известных на сегодня химических элементов. Это означает, что у каждого химического элемента есть, по крайней мере, один бета-активный, то есть подверженный бета-распаду изотоп. При этом чаще всего происходит бета-минус распад.

    Бета-минус распад (бета-)
     - это выбрасывание (испускание) из ядра бета-минус частицы - электрона, который образовался в результате самопроизвольного превращения одного из нейтронов в протон и электрон. При этом тяжёлый протон остаётся в ядре, а лёгкий электрон - бета-минус частица - с огромной скоростью вылетает из ядра. И так как протонов в ядре стало на один больше, то ядро данного элемента превращается в ядро соседнего элемента справа - с большим номером.

    Так, например, при бета-минус распаде радиоактивный изотоп калия - калий-40 - превращается в стабильный изотоп кальция (стоящего в соседней клеточке справа) - кальций-40. А радиоактивный кальций-47 - в стоящий справа от него скандий-47 (тоже радиоактивный), который, в свою очередь, также путём бета-минус распада превращается в стабильный титан-47.

    Название бета-частица сохранилось исторически. Отличие бета-минус частицы от обычного электрона только в "месте рождения": ядро атома, а не электронные оболочки вокруг ядра, а также и в скорости (энергии) вылета. Скорость вылета бета-частицы - 9/10 скорости света, т. е. 270 тыс. км/сек.

    Естественных бетта-активных радионуклидов не очень много. А среди значимых ещё меньше. К ним можно отнести, прежде всего, калий-40 (Т1/2 = 1,3 · 109 лет), хотя в природной смеси изотопов калия его содержится всего 0,0119%.

    Кроме К-40 значимыми естественными бета-минус-активными радионуклидами являются также и все продукты распада урана и тория.

    Дело в том, что, например, торий-234, образующийся при альфа-распада он превращается в протактиний-234, который в свою очередь аналогичным образом снова в уран, но уже в другой изотоп - уран-234. А уран-234 (снова путём альфа-распада) - опять в торий, но уже в торий-230. Далее торий-230 путем альфа-распада - в радий-226, радий - в радон.

    И так далее - до таллия включительно, но с различными бета-минус-переходами "в обратную сторону". Кончаются же все эти альфа и бета-минус-переходы образованием стабильного свинца-206.

    Таким образом, к значимым естественным бета-минус-активным радионуклидам можно отнести К-40 и все элементы от таллия до урана.

    Бета-плюс распад
     (- это выбрасывание (испускание) из ядра бета-плюс частицы - позитрона (положительно заряженного "электрона"), который образовался в результате самопроизвольного превращения одного из протонов в нейтрон и позитрон. В результате этого (так как протонов стало меньше) данный элемент превращается в соседний слева (с меньшим номером, предыдущий).

    Так, например, при бета-плюс распаде радиоактивный изотоп магния магний-23 превращается в стабильный изотоп натрия (стоящего слева) - натрий-23, а радиоактивный изотоп европия европий-150 превращается в стабильный изотоп самария - самарий-150.

    бета-распад - это испускание бета- или бета+частиц, то есть обычных электронов с зарядом -1 (е-) или позитронов - "электронов" с зарядом +1 (e+).

    Скорость вылета бета-частиц из ядра составляет 9/10 скорости света - 270 000 км/сек.

     Другие виды радиоактивного распада

    Кроме указанных альфа- и бета-распада существуют другие виды радиоактивного распада, менее распространённые и более характерные для радионуклидов искусственного происхождения.

    Нейтронный распад - испускание из ядра атома нейтрона (n) - нейтральной частицы с массой 1 ед. При испускании нейтрона один изотоп данного химического элемента превращается в другой с меньшим весом. Так, например, при нейтронном распаде радиоактивный изотоп лития литий-9 превращается в литий-8, радиоактивный гелий-5 - в стабильный гелий-4.

    Если стабильный изотоп йода йод-127 облучать гамма-квантами, то он становится радиоактивным, выбрасывает нейтрон и превращается в другой, тоже радиоактивный изотоп йод-126.

    Протонный распад - крайне редкий вид распада -это испускание из ядра атома протона (р) - частицы с массой 1 ед. и зарядом +1. При испускании протона данный химический элемент превращается в соседний слева (с меньшим номером, предыдущий), а атомный вес уменьшается на единицу.

    Как уже было сказано, все радиоактивные превращения, в том числе и все разновидности радиоактивного распада, сопровождаются, как правило, за редким исключением, выделением избытка энергии в виде гамма-излучения - гамма-квантов, а иногда также и рентгеновского излучения (фотонов) с меньшей энергией.

    Гамма-излучение - это поток гамма-квантов, это электромагнитное излучение, более "жёсткое", чем обычное медицинское рентгеновское.

    Название "гамма-излучение" также сохранилось исторически. Отличие гамма-излучения от рентгеновского (как и в случае b-излучения), также только в "месте рождения": ядро атома, а не электронные оболочки.

    гамма-излучение - электромагнитное излучение, более "жёсткое", чем обычное рентгеновское.

    гамма-кванты -это электромагнитные частицы - порции энергии.

    "Место рождения" гамма-квантов - ядро атома.

    Рентгеновское излучение - это тоже электромагнитное излучение, но "место рождения" рентгеновского излучения - электронные оболочки атомов.

    Основные характеристики радиоактивного распада

    Все виды самопроизвольных (спонтанных) радиоактивных превращений (и распада, и деления) - процесс случайный, статистический.

    Все виды самопроизвольного радиоактивного распада характеризуются временем жизни радионуклида и его активностью, то есть скоростью распада. Показателем времени жизни радионуклида, скорости его распада является период полураспада. Используется также радиоактивная постоянная или постоянная (константа) распада.

    Период полураспада (T1/2)- время, в течение которого половина радиоактивных атомов распадается и их количество уменьшается в 2 раза. Периоды полураспада у всех радионуклидов разные - от долей секунды (короткоживущие радионуклиды) до миллиардов лет (долгоживущие).

    Активность - это количество актов распада (в общем случае актов радиоактивных, ядерных превращений) в единицу времени (как правило, в секунду). Единицами измерения активности являются беккерель и кюри.

    Беккерель (Бк) - это один акт распада в секунду (1 расп/сек). Единица названа в честь французского физика, лауреата Нобелевской премии Антуана Анри Беккереля.

    Кюри (Ки) - 3,7·1010 Бк (расп/сек). Эта единица возникла исторически: такой активностью обладает 1 грамм радия-226 в равновесии с дочерними продуктами распада. Именно с радием-226 долгие годы работали лауреаты Нобелевской премии французские учёные супруги Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри.

    Кратными единицами для беккереля являются тысяча (кило-беккерель, кБк), миллион (мегабеккерель, МБк) и миллиард (гигабеккерель, ГБк).

    Дольными единицами для кюри являются тысячная доля кюри - милликюри (мКи), и миллионная доля - микрокюри (мкКи, мКи):

    1 мКи = 3,7 х 107 Бк; 1мкКи = 3,7 х 104 Бк.

    Есть понятие "удельная активность" (весовая или объёмная) - это активность единицы массы (веса) или объёма вещества. Или, точнее, активность радионуклида (или смеси радионуклидов) в единице веса или объёма вещества. Иногда используют площадную активность: Бк или Ки на м2 или км2

    Ориентировочно можно считать, что активность небольшого количества (граммы) и/или с небольшой начальной активностью (мКи; мкКи) радионуклида уменьшается до практически безопасного уровня (иногда почти до нуля) через 10 периодов полураспада. За это время количество радиоактивных атомов, а значит и актов распада, то есть активность, уменьшается в 210 = 1024 раза.

    Радиоактивная постоянная (постоянная или константа распада) l - это доля атомов, распадающихся в 1 секунду.

    l = 0,693/Т1/2 (сек-1), где

    0,693 - это ln 2 из закона радиоактивного распада Nt = N0 х e-lt, где

    N0 и Nt - число радиоактивных атомов в начальный (нулевой) момент времени и число атомов, оставшихся к моменту t;

    t - время в секундах.

    Так как за время, равное одному периоду полураспада, число радиоактивных атомов уменьшается в два раза, то при t = T1/2 имеем: Nt = N0/2: e-lt = 1/2; e-lt = 2 (где t = T1/2 ) и в итоге ln2 = l х Т1/2


    Категория: Все о радиации. | Добавил: EXpeRT (31.01.2009)
    Просмотров: 21342 | Комментарии: 6 | Рейтинг: 2.2/5
    Всего комментариев: 6
    6 maxman   (12.10.2011 21:11:33)
    как можно увеличить содержание изотопа калия-40 в природном? центрифугированием растворов солей калия можно? или есть более научный метод?

    5 Александр   (30.03.2011 01:03:32)
    Спасибо! Доступно.

    Можно ли как либо повлиять на постоянную расспада бетта или альфа излучения?


    4 Светлана Дмитриевна   (16.10.2010 13:51:49)
    Восхитительная статья!!! Жаль не указан период полураспад в годах...

    3 Ольга   (03.06.2010 09:54:09)
    Лучшая статья!

    2 Ирина   (12.04.2010 20:24:04)
    Все доступно, понятно и по сути.

    1 Andrey   (26.03.2010 10:52:59)
    ОТличная статья !

    Имя *:
    Email:
    Код *:
    Лопаткин Александр © 2008-2014
    Создать сайт бесплатно