Электронный распад, характеристика бета-частиц

Тип распада более распространен, чем альфа- распад. Ему подвержены ядра почти всех элементов таблицы М. , в том числе природный тритий, углерод 14 и калий 40. Это тип распада может происходить с испусканием электрона, позитрона или с захватом электрона.

Электронный распад- наиболее часто встречающееся ядерное превращение, в основном, он происходит в ядрах элементов середины таблицы при избытке в них нейтронов.

В одном из лишних нейтронов изолируется часть массы с массой равной массе электрона и одним отрицательным элементарным зарядом, также как у электрона и выбрасывается из ядра и атома. Эта частица называется бета- отрицательная частица. Также из ядра выбрасывается частица, не имеющая заряда с массой в 10 000 раз меньше электрона называется антинейтрино и её средний пробег составляет 10²¹ см (100 свет.лет).

При этом нейтрон нейтрон, из которой выбрасывается частица превращается в протон и дочернее дно будет иметь ту же массу, но зарядовое число больше на единицу.

Позитронный распад, характеристика позитрона.

Позитронный распад происходит в ядрах с избытком протонов, как правило, это искусственно созданные неустойчивые ядра.

В одном из лишних протонов изолируется часть массы с положительным зарядом и выбрасывается из ядра. Масса равна массе электрона, заряд равный, но противоположный. Античастицей электрона называется позитрон. Одновременно с этим выбрасывается нейтрино, она по массе в 10тыс.раз меньше массы электрона и не имеет биологического значения.

Бывший протон становится нейтроном, но т.к. по массе он меньше, то недостаток массы восполняется превращением части энергии в материю и ядро стабилизируется.

Электронный захват. Характеристика нейтрино и антинейтрино.

Электронный захват. Превращение ядра может быть осуществлено путем электронного захвата, когда один из протонов ядра захватывает электрон с одной из оболочек атома,

чаще всего с ближайшего к нему К -слоя или реже (примернов 100 раз) с 1-слоя, и превращается в нейтрон. Такой процесс называют электронным К- или L-захватом.
Порядковый номер нового ядра становится на единицу меньше порядкового номера исходного ядра, а массовое число не меняется. Дочерний элемент в периодической системе элементов Д. И. Менделеева отстоит на одну клетку влево от материнского.

Освободившееся место, которое занимал в К- или L-слое захваченный электрон, заполняется электроном из более удаленных от ядра слоев оболочки атома. Избыток энергии, освободившейся при таком переходе, испускается атомом в виде

характеристического рентгеновского излучения. Атом по-прежнему сохраняет электрическую нейтральность, так как количество протонов в ядре при электронном захвате уменьшается на единицу.

Изомерный переход. Внутренняя конверсия. Характеристика гамма-излучения.

Гама -распад не встречается изолированно, а происходит только после основного альфа- или бета- распада, в том случае, когда дочерние ядра имеют избыток энергии по сравнению с основным состоянием, т.е. в том случае, когда дочерние ядра являются метастабильными, или изомерами.

Из метастабильного ядра, содержащего избыток энергии, выделяется квант энергии, и ядро переходит в основное состояние. Количество протонов и нейтронов при этом не меняется, поэтому дочерний элемент остается в той же клеточке таблицы М. т.е. при изомерном переходе за пределы атома выбрасывается не частица, а квант энергии. Это тот случай, когда называют гама-излучение, потому что энергия идет из ядра; если бы шла от электронов- называлось бы рентгеновское излучение.

Однако, в некоторых случаях, выделяемый из ядра гама-квант, резонансно поглощается электроном этого же атома. В этом случае у электрона резко увеличивается центробежная сила, он вылетает из атома, называется электроном внутренней конверсии и ионизирует среду по типу бета частиц. Такой тип перестройки называется внутренняя конверсия. И в этом случае энергия, выбрасываемая из ядра, в основном ( на 99%) тратится на ионизацию среды.

Если выделяемый из ядра квант имеет энергию больше, чем 1,02 МэВ, возникает пареая конверсия.

Высоко энергетический квант с энергией 1,02 МэВ резоеансно поглощается при выходе из ядра пи-мизонным облаком, происходит дестабиоизация его и превращение в две материальные частицы - электрон и позитрон. Электрон вылетает за пределы атома и ионизирует среду по типу бета- частицы. Позитрон встречается с электроном первой орбиты, образуются коротко живущие позитроны, затем происходит анегиляция- взаимное уничтожение масс с образованием энергии. Эта энергия выделяется в виде двух квантов анегилляционного излучения ( АИ) с энергией 0,51МэВ ( 0,51 МэВ - это энергетический эквивалент массы электрона и позитрона).

Т.к. электрон первой орбиты был уничтожен, и образовалось свободное место, на него переходит электрон следующей, более удаленной орбиты с выделением РХИ.

Т.о., при изомерном переходе по типу парной конверсии за пределы атома выбрасывается электрон и рентгеновские излучения разной энергии( АИ и РХИ).