Учебное пособие Алматы 2013 ббк удк номер
§2.2 Основной закон радиоактивного распада
жүктеу/скачать 1,73 Mb.
|
treatise11751
семинар 4
| §2.2 Основной закон радиоактивного распада
Если в момент tимеется большое количество N радиоактивных ядер и если за промежуток dt распадается в среднем dN ядер, то , где – вероятность распада ядра за единицу времени, постоянная распада. Знак минус означает, что число радиоактивных ядер уменьшается, в процессе распада. Вследствие того, что не зависит от времени (то есть от «возраста» ядра), состояние легко интегрируется. (активность) Этот закон относится к статистическим средним величинам и справедлив лишь при достаточно большом числе частиц. Через выражаются две другие величины, характеризующие интенсивность процесса радиоактивности - и . При экспоненциальном законе радиоактивного распада в любой момент времени t имеется отличная от нуля вероятность найти еще не распавшиеся ядра. Время жизни этих ядер превышает t. Наоборот, другие ядра, распавшиеся к этому времени, прожили разное время, меньшее t. Ядра, распавшиеся в момент времени t, имеют время жизни, в точности равное t. Таких ядер будет Можно подсчитать среднее время жизни данного радиоактивного ядра, если вычислить среднее значение величины t За время первоначальное число ядер уменьшается в e раз. Единица измерения активности – беккерель. Бк (Bq) – 1 расп/с. 1 Ки равно числу распавшихся ядер, содержащихся в 1г Ra за 1 секунду (3,7*1010расп/с). Радиоактивные ряды, семейства. В случае, когда имеется более двух генетически связанных друг с другом элементов, говорят о существовании радиоактивного ряда. Тяжелые ядра с А> 208 подвержены α-распаду вследствие возрастания относительной роли кулоновской энергии. Если при этом А намного превышает 208, то ядро переходит в стабильное путем цепи последовательных распадов. Однако не все распады в этой цепи являются α-распадами. При каждом α-распаде А уменьшается на 4 единицы, а число протонов – только на 2, и по этому доля нейтронов увеличивается. В результате после потери нескольких α-частиц ядро становится склонным к β-распаду, при котором внутри ядра один из нейтронов превращается в протон по схеме . В радиоактивных рядах процессы α-распада и β-распада поэтому чередуются друг с другом. При α-распаде А изменятся на 4 , а при β-распаде совсем не изменяется. Поскольку остаток от деления А на 4 одинаков для всех ядер одного и того же ряда, для данного семейства А может быть выражено формулой: А=4n+C, где С- постоянное для ряда число, а n принимает целочисленные значения. В принципе могут существовать только 4 различных радиоактивного ряда, в которых А равно 4n; 4n+1, 4n+2, 4n+3. Радиоактивный ряд обычно начинается с изотопа, время жизни которого очень велико и близко к времени жизни Земли лет. Ряд тория ,А=4n, лет Ряд урана ,4n+2, лет Ряд актиния , 4n+3, лет, Ряд нептуния , 4n+1, лет, Последний ряд был предсказан теоретически и создан в лабораторных условиях после усовершенствования методов искусственного получения изотопов. Естественный изотоп за время существования Земли давно распался и в настоящее время в земной коре практически отсутствует. Из сравнения Т1/2 начальных изотопов рядов с временем жизни Земли видно, что торий в Земле почти весь сохранился, распался лишь частично, а большей частью распался. Именно поэтому в земной коре очень много , а в 140 раз < . Радиоактивные ряды сыграли исключительно важную роль на начальном этапе развития ядерной физики, когда все методы излучения ядра были связаны с естественной радиоактивностью. В те далекие годы каждый изотоп получал свое персональное имя, которые до сих пор часто употребляются. жүктеу/скачать 1,73 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|