Радиоактивность и её закономерности

Eβ-=(Mz-Mz+1)C2,

где М — масса нейтральных атомов. В случае β+-распада нейтральный атом теряет один из электронов в своей оболочке, и энергия Б.-р. равна

Eβ=(Mz-Mz-1-2me)C2,

где me — масса электрона.

Энергия Б.-р. распределяется между тремя частицами: электроном (или позитроном), антинейтрино (или нейтрино) и ядром; каждая из легких частиц может уносить практически любую энергию от 0 до Еβ, т. е. их энергетические спектры являются сплошными. Лишь при К-захвате нейтрино уносит всегда одну и ту же энергию.

Итак, при β-распаде масса исходного атома превышает массу конечного атома, а при β+распаде это превращение составляет не менее двух электронных масс.

Б.-р. имеет место у элементов всех частей периодической системы. Тенденция к β-превращению возникает вследствие наличия у ряда изотопов избытка нейтронов или протонов по сравнению.с тем количеством, которое отвечает максимальной устойчивости. Таким образом, тенденция к β+-распаду или К-захвату характерна для нейтронодефицитных, а тенденция к β-распаду — для нейтроноизбыточных изотопов.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ЗАХВАТ — вид радиоактивного превращения, при котором ядро атома захватывает электрон из своей электронной оболочки, в результате чего один из протонов ядра превращается в нейтрон с выделением нейтрона. Заряд ядра атома после Э. з. уменьшается на единицу, а массовое число не меняется. Э. з. обусловлен избытком протонов в соответствующем радионуклиде (см. Изотопы). При Э. з. наиболее вероятен захват электрона с ближайшего к ядру атома (см.) энергетического уровня (так называемый К-захват);

захват электрона со следующего (L) уровня примерно в 100 раз менее вероятен, чем К-захват. После поглощения электрона при Э. з. освободившееся место занимает электрон с более высокого энергетического уровня. При этом атом испускает характеристическое рентгеновское излучение (см.), по которому можно установить наличие Э. з. и определить количество радиоактивного вещества.

Задачи

задача 19.30

Какова была длина волны рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения графитом под углом 600 длина волны рассеянного излучения оказалась равной 25,4 пм.

Дано:

λ=25,4 пм.

φ=600

λ0 - ?

решение:

лучи после рассеивания имеют большую длину волны чем до рассеивания.

Ответ: λ0 = 24,2 пм.

Задача 21.16

В результате распада 1 г. радия за год образовалось некоторая масса гелия, занимающего при нормальных условиях объём 0,043 см3. Найти из этих данных число Авагадро.

Дано:

mRa=10-3 кг.

t=1 г.=32595960 с.

V=0,043∙10-6 м3.

T1/2=1590 л.= 5,014∙1010 с.

T=293 K.

p=105 Па.

NA - ?

Решение:

Радиоактивное вещество распадается по закону:

N=N0e-λt

N – количество нераспавшихся ядер в моиент времени t;

N0 – количество ядер в начальный момент;

λ – постоянная распада.

Количество распавшихся ядер радия равно количесву, образовавшихся врезультате распада, ядер гелия.

NHe=NRa(1- e-λt)

Запишем основное уравнение МКТ:

Ответ: Na = 5,562∙1023 моль-1.