Радиоактивность

 

Радиоактивностью называют превращение неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотопы другого элемента, сопровождающееся испусканием некоторых частиц.

Различают альфа-распад — испускание ядром α-частиц (частиц, состоящих из двух протонов и двух нейтронов); бета-распад — испускание ядром электронов. Образование α-частиц и электронов в ядре связано с взаимодействием нуклонов и их взаимными превращениями.

Схематически радиоактивные превращения при альфа- и бета-распадах можно представить с помощью правил смещения, учитывающих законы сохранения заряда и массы.

Альфа-распад

 

 

где — α-частица (ядро гелия);

бета-распад

 

 

где — электрон.

При альфа- и бета-распадах ядро излучает жесткое электромагнитное излучение с , называемое гамма-излучением.

Самопроизвольный распад атомных ядер подчиняется статистическому закону. Пусть –dN есть убыль числа N ядер за время dt. Можем написать

 

или

 

где λ — коэффициент пропорциональности, называемый постоянной распада.

Разделяя переменные и интегрируя, получаем

 

 

 

(94.1)

 

где N₀ — начальное число ядер при t = 0; N — число ядер в момент времени t.

Выражение (94.1) называют законом радиоактивного распада.

Мерой быстроты распада является период полураспада T — время, в течение которого распадается половина первоначального числа ядер. Если в выражении (94.1) t = T, имеем

 

 

откуда

(94.2)