ในการสลายตัวของอัลฟาของนิวเคลียสของอะตอม เลขมวล การสลายตัวของอัลฟาและการสลายตัวของเบต้าคืออะไร? การสลายตัวของเบต้า การสลายตัวของอัลฟา: สูตรและปฏิกิริยา องค์ประกอบที่อยู่ภายใต้การสลายตัวของอัลฟา

ตามแนวคิดทางเคมีสมัยใหม่ ธาตุคืออะตอมชนิดหนึ่งที่มีประจุนิวเคลียร์เหมือนกัน ซึ่งสะท้อนให้เห็นในเลขลำดับของธาตุในตาราง D.I. เมนเดเลเยฟ. ไอโซโทปอาจแตกต่างกันในจำนวนนิวตรอนและดังนั้นในมวลอะตอม แต่เนื่องจากจำนวนของอนุภาคที่มีประจุบวก - โปรตอน - เท่ากัน สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าเรากำลังพูดถึงองค์ประกอบเดียวกัน

โปรตอนมีมวล 1.0073 amu (หน่วยมวลอะตอม) และประจุ +1 หน่วยประจุไฟฟ้าคือประจุของอิเล็กตรอน มวลของนิวตรอนที่เป็นกลางทางไฟฟ้าคือ 1.0087 amu ในการกำหนดไอโซโทปนั้น จำเป็นต้องระบุมวลอะตอมของมัน ซึ่งเป็นผลรวมของโปรตอนและนิวตรอนทั้งหมด และประจุของนิวเคลียส (จำนวนโปรตอนหรือเลขลำดับที่เท่ากัน) มวลอะตอมหรือที่เรียกว่าหมายเลขนิวคลีออนหรือนิวคลีออนมักจะเขียนไว้ที่ด้านซ้ายบนของสัญลักษณ์ธาตุ และหมายเลขซีเรียลอยู่ที่ด้านล่างซ้าย

สัญกรณ์ที่คล้ายกันใช้สำหรับอนุภาคมูลฐาน ดังนั้น รังสี β ซึ่งเป็นอิเล็กตรอนและมีมวลเพียงเล็กน้อย จึงมีประจุเป็น -1 (ด้านล่าง) และมวลเป็น 0 (บน) อนุภาค α เป็นฮีเลียมไอออนที่มีประจุบวกเป็นสองเท่า ดังนั้นจึงแสดงด้วยสัญลักษณ์ "เขา" โดยมีประจุนิวเคลียร์ 2 และจำนวนมวล 4 มวลโปรตอนสัมพัทธ์ p n ถูกนำมาเป็น 1 และประจุของพวกมันตามลำดับ 1 และ 0

ไอโซโทปของธาตุมักจะไม่มีชื่อแยกจากกัน ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือไฮโดรเจน: ไอโซโทปที่มีเลขมวล 1 คือโปรเทียม 2 คือดิวเทอเรียม และ 3 คือไอโซโทป การแนะนำชื่อพิเศษนั้นเกิดจากการที่ไอโซโทปของไฮโดรเจนมีมวลแตกต่างกันมากที่สุด

ไอโซโทป: เสถียรและมีกัมมันตภาพรังสี

ไอโซโทปมีความเสถียรและมีกัมมันตภาพรังสี อดีตไม่เสื่อมโทรมดังนั้นพวกเขาจึงได้รับการอนุรักษ์ในธรรมชาติในรูปแบบดั้งเดิม ตัวอย่างของไอโซโทปที่เสถียร ได้แก่ ออกซิเจนที่มีมวลอะตอมเท่ากับ 16 คาร์บอนที่มีมวลอะตอมเท่ากับ 12 และฟลูออรีนที่มีมวลอะตอมเท่ากับ 19 องค์ประกอบทางธรรมชาติส่วนใหญ่เป็นส่วนผสมของไอโซโทปที่เสถียรหลายชนิด

ประเภทของการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี

ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีธรรมชาติและประดิษฐ์ สลายตัวเองตามธรรมชาติด้วยการปล่อยอนุภาค α- หรือ β- เพื่อสร้างไอโซโทปที่เสถียร

พวกเขาพูดถึงการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นเองสามประเภท: α-decay, β-decay และ γ-decay ระหว่างการสลายตัวของ α นิวเคลียสจะปล่อยอนุภาค α ที่ประกอบด้วยโปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองตัว อันเป็นผลมาจากจำนวนมวลของไอโซโทปลดลง 4 และประจุของนิวเคลียสลดลง 2 ตัวอย่างเช่น เรเดียมสลายตัว เป็นเรดอนและฮีเลียมไอออน:

Ra(226, 88)→Rn(222, 86)+เขา(4, 2)

ในกรณีของการสลายตัว β นิวตรอนในนิวเคลียสที่ไม่เสถียรจะกลายเป็นโปรตอน และนิวเคลียสจะปล่อยอนุภาค β และแอนตินิวตริโน จำนวนมวลของไอโซโทปไม่เปลี่ยนแปลง แต่ประจุของนิวเคลียสเพิ่มขึ้น 1

ในช่วง γ-สลายตัว นิวเคลียสที่ถูกกระตุ้นจะปล่อยรังสี γ ที่มีความยาวคลื่นเล็กน้อย ในกรณีนี้ พลังงานของนิวเคลียสจะลดลง แต่ประจุของนิวเคลียสและเลขมวลยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

1. ฟิสิกส์ของนิวเคลียส 1.4. β-สลาย

ชนิดและคุณสมบัติของเบต้าสลายตัว องค์ประกอบของทฤษฎีการสลายตัวของเบต้า ครอบครัวกัมมันตภาพรังสี

การสลายตัวของเบต้านิวเคลียสเป็นกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเองของนิวเคลียสที่ไม่เสถียรเป็นนิวเคลียสไอโซบาร์อันเป็นผลมาจากการปล่อยอิเล็กตรอน (โพซิตรอน) หรือการดักจับอิเล็กตรอน รู้จักนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสีเบตาประมาณ 900 ตัว ในจำนวนนี้มีเพียง 20 รายการเท่านั้นที่เป็นธรรมชาติส่วนที่เหลือได้มาจากการปลอมแปลง
ชนิดและคุณสมบัติของเบต้าสลายตัว

มีสามประเภท β - การสลายตัว: อิเล็กทรอนิกส์ β – การสลายตัว, โพสิตรอน β + -สลายตัวและดักจับอิเล็กตรอน( อี-การจับกุม). อันแรกคืออันหลัก

ที่ อิเล็กทรอนิกส์β – -สลายตัวหนึ่งในนิวตรอนของนิวเคลียสกลายเป็นโปรตอนโดยปล่อยอิเล็กตรอนและแอนตินิวตริโนอิเล็กตรอน

ตัวอย่าง: การสลายตัวของนิวตรอนอิสระ

, ตู่ 1/2 = 11.7 นาที;

การสลายตัวของไอโซโทป

, ตู่ 1/2 = อายุ 12 ปี

ที่ โพซิตรอน β + -สลายตัวโปรตอนตัวหนึ่งของนิวเคลียสกลายเป็นนิวตรอนโดยปล่อยอิเล็กตรอนที่มีประจุบวก (โพซิตรอน) และนิวตริโนอิเล็กตรอน

. (1.41b)

ตัวอย่าง

จากการเปรียบเทียบครึ่งชีวิตของบรรพบุรุษของครอบครัวที่มีอายุทางธรณีวิทยาของโลก (4.5 พันล้านปี) จะเห็นได้ว่าทอเรียม-232 เกือบทั้งหมดถูกเก็บรักษาไว้ในสสารของโลก ยูเรเนียม-238 สลายตัว ประมาณครึ่งหนึ่งยูเรเนียม-235 - ส่วนใหญ่ neptunium-237 นั้นเกือบทั้งหมด

ตัวสะสมไอออนหนักเปิดโอกาสใหม่ในการศึกษาคุณสมบัติของนิวเคลียสแปลกใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกมันทำให้สามารถสะสมและใช้งานได้นานอะตอมที่แตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ - นิวเคลียส "เปล่า" ด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะศึกษาคุณสมบัติของนิวเคลียสของอะตอมที่ไม่มีสภาพแวดล้อมทางอิเล็กทรอนิกส์และไม่มีผลของคูลอมบ์ของเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกที่มีนิวเคลียสของอะตอม

ข้าว. 3.2 แผนผังของ e-capture ในไอโซโทป (ซ้าย) และอะตอมที่แตกตัวเป็นไอออนเต็มที่ และ (ขวา)

การเสื่อมสลายของอะตอมถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1992 มีการสังเกตการสลายตัวของ β ของอะตอมที่แตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ในสถานะอะตอมที่ถูกผูกไว้ นิวเคลียส 163 Dy บนแผนภาพ N-Z ของนิวเคลียสอะตอมถูกทำเครื่องหมายเป็นสีดำ ซึ่งหมายความว่าเป็นเคอร์เนลที่เสถียร เนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของอะตอมที่เป็นกลาง นิวเคลียส 163 Dy จึงมีความเสถียร สถานะพื้นดิน (5/2+) สามารถเติมได้จากการดักจับอิเล็กทรอนิกส์จากสถานะพื้นดิน (7/2+) ของนิวเคลียส 163 Ho นิวเคลียส 163 Ho ที่ล้อมรอบด้วยเปลือกอิเล็กตรอนคือ β - -radioactive และครึ่งชีวิตคือ ~10 4 ปี อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้เป็นจริงก็ต่อเมื่อเราพิจารณานิวเคลียสที่ล้อมรอบด้วยเปลือกอิเล็กตรอน สำหรับอะตอมที่แตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ รูปภาพนั้นแตกต่างกันโดยพื้นฐาน ตอนนี้สถานะพื้นดินของนิวเคลียส 163 Dy กลายเป็นพลังงานที่สูงกว่าสถานะพื้นดินของนิวเคลียส 163 Ho และความเป็นไปได้ก็เปิดขึ้นสำหรับการสลายตัวของ 163 Dy (รูปที่ 3.2)

อิเล็กตรอนที่ก่อตัวขึ้นจากการสลายตัวสามารถจับบน K หรือ L-shell ที่ว่างของไอออนได้ เป็นผลให้การสลายตัว (3.8) มีรูปแบบ

→ + e - + e (ในสถานะที่ถูกผูกไว้)

พลังงานของการสลายตัวของ β ในเปลือก K และ L คือ (50.3±1) keV และ (1.7±1) keV ตามลำดับ ในการสังเกตการสลายตัวของเปลือก K และ L ในวงแหวนการจัดเก็บ ESR ในสถานะที่ถูกผูกไว้ของเปลือก K และ L นั้นจะมีการสะสมนิวเคลียสที่แตกตัวเป็นไอออนทั้งหมด 10 8 ตัวที่ GSI ในช่วงเวลาสะสมอันเป็นผลมาจาก β + -การสลายตัว นิวเคลียสจะก่อตัวขึ้น (รูปที่ 3.3)

ข้าว. 3.3. พลวัตของการสะสมไอออน: a - กระแสของไอออน Dy 66+ ที่สะสมในวงแหวนการจัดเก็บ ESR ระหว่างขั้นตอนต่างๆ ของการทดลอง β - ความเข้มของไอออน Dy 66+ และ Ho 67+ ซึ่งวัดโดยตัวตรวจจับที่ไวต่อตำแหน่งภายนอกและภายใน ตามลำดับ

เนื่องจากไอออน Ho 66+ มีอัตราส่วน M/q เท่ากันกับไอออน Dy 66+ ของลำแสงปฐมภูมิ พวกมันจึงสะสมในวงโคจรเดียวกัน เวลาในการสะสมคือ ~ 30 นาที ในการวัดค่าครึ่งชีวิตของนิวเคลียส Dy 66+ ลำแสงที่สะสมอยู่ในวงโคจรจะต้องถูกทำให้บริสุทธิ์จากส่วนผสมของไอออน Ho 66+ ในการทำความสะอาดลำแสงจากไอออน การฉีดก๊าซอาร์กอนที่มีความหนาแน่น 6·10 12 อะตอม/ซม. 2 และเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. ถูกฉีดเข้าไปในห้อง ซึ่งข้ามลำไอออนที่สะสมไปในทิศทางแนวตั้ง เนื่องจากอิออน Ho 66+ จับอิเล็กตรอน พวกมันจึงหลุดออกจากวงโคจรสมดุล ลำแสงถูกทำความสะอาดประมาณ 500 วินาที หลังจากนั้น เจ็ตแก๊สถูกปิดกั้น และไอออน Dy 66+ และไอโอนิกที่ก่อตัวใหม่ (หลังจากปิดเจ็ตแก๊ส) ไอออน Ho 66+ อันเป็นผลมาจากการสลายตัวยังคงหมุนเวียนอยู่ในวงแหวน ระยะเวลาของขั้นตอนนี้แตกต่างกันไปตั้งแต่ 10 ถึง 85 นาที การตรวจจับและการระบุ Ho 66+ ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่า Ho 66+ สามารถแตกตัวเป็นไอออนได้อีก เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ในขั้นตอนสุดท้าย มีการฉีดก๊าซเจ็ตเข้าไปในวงแหวนจัดเก็บอีกครั้ง อิเล็กตรอนตัวสุดท้ายถูกถอดออกจาก 163 Ho 66+ ไอออน และด้วยเหตุนี้ จึงได้ไอออน 163 Ho 67+ เครื่องตรวจจับที่ไวต่อตำแหน่งตั้งอยู่ใกล้กับไอพ่นซึ่งลงทะเบียน 163 Ho 67+ ไอออนออกจากลำแสง ในรูป 3.4 แสดงการพึ่งพาอาศัยกันของจำนวน 163 Ho นิวเคลียสที่เกิดขึ้นจากการสลายตัวของ β-บนเวลาสะสม สิ่งที่ใส่เข้าไปจะแสดงความละเอียดเชิงพื้นที่ของตัวตรวจจับที่ไวต่อตำแหน่ง
ดังนั้น การสะสมของนิวเคลียสโฮ 163 ในลำ 163 Dy จึงพิสูจน์ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการสลายตัว

→ + e - + e (ในสถานะที่ถูกผูกไว้)

ข้าว. 3.4. อัตราส่วนของไอออนลูกสาว 163 Ho 66+ ต่อไอออนปฐมภูมิ 163 Dy 66+ ขึ้นอยู่กับเวลาในการสะสม สิ่งที่ใส่เข้าไปแสดงยอด 163 Ho 67+ ที่บันทึกโดยตัวตรวจจับภายใน

ด้วยการเปลี่ยนช่วงเวลาระหว่างการทำความสะอาดลำแสงจากสิ่งเจือปน Ho 66+ กับเวลาในการตรวจจับไอออน Ho 66+ ที่ก่อตัวใหม่ในลำแสงเจือปน เราสามารถวัดค่าครึ่งชีวิตของไอโซโทป Dy 66+ ที่แตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ได้ มันกลายเป็น ~0.1 ปี
พบการสลายตัวที่คล้ายกันสำหรับ 187 Re 75+ ผลลัพธ์ที่ได้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ความจริงก็คือว่าอะตอม 187 Re ที่เป็นกลางมีครึ่งชีวิต 4·10 10 ปีและถูกใช้เป็นนาฬิกากัมมันตภาพรังสี ค่าครึ่งชีวิตของ 187 Re 75+ เพียง 33 ± 2 ปี ดังนั้น การแก้ไขที่เหมาะสมจะต้องทำในการวัดทางดาราศาสตร์ตั้งแต่ ในดวงดาว 187 Re มักอยู่ในสภาพแตกตัวเป็นไอออน
การศึกษาคุณสมบัติของอะตอมที่แตกตัวเป็นไอออนอย่างเต็มที่ทำให้เกิดงานวิจัยแนวใหม่เกี่ยวกับคุณสมบัติแปลกใหม่ของนิวเคลียสที่ปราศจากผลกระทบของคูลอมบ์ของเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอก

รังสีอัลฟาและเบต้าโดยทั่วไปเรียกว่าการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี นี่เป็นกระบวนการที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสซึ่งเกิดขึ้นด้วยความเร็วมหาศาล เป็นผลให้อะตอมหรือไอโซโทปของมันสามารถเปลี่ยนแปลงจากองค์ประกอบทางเคมีหนึ่งไปเป็นอีกองค์ประกอบหนึ่งได้ การสลายตัวของนิวเคลียสอัลฟ่าและเบต้าเป็นลักษณะขององค์ประกอบที่ไม่เสถียร ซึ่งรวมถึงอะตอมทั้งหมดที่มีจำนวนประจุมากกว่า 83 และจำนวนมวลมากกว่า 209

เงื่อนไขปฏิกิริยา

การสลายตัวเช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงของกัมมันตภาพรังสีอื่น ๆ เกิดขึ้นตามธรรมชาติและประดิษฐ์ หลังเกิดขึ้นเนื่องจากการเข้าสู่นิวเคลียสของอนุภาคแปลกปลอม ปริมาณอัลฟ่าและเบตาที่อะตอมสามารถสลายได้นั้นขึ้นอยู่กับว่าสภาวะเสถียรจะไปถึงได้เร็วแค่ไหน

ภายใต้สถานการณ์ทางธรรมชาติ อัลฟาและเบต้าลบการสลายตัวเกิดขึ้น

ภายใต้สภาวะที่ประดิษฐ์ขึ้น นิวตรอน โพซิตรอน โปรตอน และการสลายตัวและการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสชนิดหายากอื่นๆ มีอยู่

ชื่อเหล่านี้มาจากผู้ที่ศึกษารังสีกัมมันตภาพรังสี

ความแตกต่างระหว่างเคอร์เนลที่เสถียรและไม่เสถียร

ความสามารถในการสลายโดยตรงขึ้นอยู่กับสถานะของอะตอม นิวเคลียสที่เรียกว่า "เสถียร" หรือนิวเคลียสที่ไม่มีกัมมันตภาพรังสีเป็นลักษณะของอะตอมที่ไม่สลายตัว ตามทฤษฎีแล้ว องค์ประกอบดังกล่าวสามารถสังเกตได้ไม่มีกำหนดเพื่อความมั่นใจในเสถียรภาพในที่สุด นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อแยกนิวเคลียสดังกล่าวออกจากนิวเคลียสที่ไม่เสถียรซึ่งมีครึ่งชีวิตที่ยาวมาก

โดยไม่ได้ตั้งใจ อะตอมที่ "ชะลอตัว" ดังกล่าวอาจถูกเข้าใจผิดว่าเป็นอะตอมที่เสถียร อย่างไรก็ตาม เทลลูเรียม และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไอโซโทปหมายเลข 128 ซึ่งมี 2.2·10 24 ปี เป็นตัวอย่างที่โดดเด่น กรณีนี้ไม่ได้แยก Lanthanum-138 มีครึ่งชีวิต 10 11 ปี ช่วงเวลานี้มีอายุสามสิบเท่าของจักรวาลที่มีอยู่

สาระสำคัญของการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี

กระบวนการนี้เป็นแบบสุ่ม กัมมันตภาพรังสีที่สลายตัวแต่ละครั้งจะได้รับอัตราที่คงที่สำหรับแต่ละกรณี อัตราการสลายตัวไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอก ไม่สำคัญหรอกว่าปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงมหาศาล ที่ศูนย์สัมบูรณ์ ในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ระหว่างปฏิกิริยาเคมีใดๆ และอื่นๆ กระบวนการนี้สามารถได้รับอิทธิพลจากผลกระทบโดยตรงต่อภายในนิวเคลียสของอะตอมเท่านั้น ซึ่งแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเองและขึ้นอยู่กับอะตอมที่มันดำเนินไปและสถานะภายในเท่านั้น

เมื่อพูดถึงการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี มักใช้คำว่า "เรดิโอนิวไคลด์" ผู้ที่ไม่คุ้นเคยควรรู้ว่าคำนี้หมายถึงกลุ่มอะตอมที่มีคุณสมบัติกัมมันตภาพรังสี เลขมวล เลขอะตอม และสถานะพลังงาน

นิวไคลด์กัมมันตรังสีหลายชนิดถูกใช้ในด้านเทคนิค วิทยาศาสตร์ และด้านอื่นๆ ของชีวิตมนุษย์ ตัวอย่างเช่น ในทางการแพทย์ องค์ประกอบเหล่านี้ใช้ในการวินิจฉัยโรค ยาแปรรูป เครื่องมือและรายการอื่นๆ มีรังสีรักษาและพยากรณ์โรคอยู่ด้วย

ความสำคัญเท่าเทียมกันคือการกำหนดไอโซโทป คำนี้หมายถึงอะตอมชนิดพิเศษ มีเลขอะตอมเท่ากันกับธาตุธรรมดา แต่มีเลขมวลต่างกัน ความแตกต่างนี้เกิดจากจำนวนนิวตรอนซึ่งไม่ส่งผลต่อประจุ เช่น โปรตอนและอิเล็กตรอน แต่เปลี่ยนมวลของพวกมัน ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนธรรมดามีมากถึง 3 ธาตุ นี่เป็นองค์ประกอบเดียวที่มีชื่อไอโซโทป: ดิวเทอเรียม ทริเทียม (สารกัมมันตภาพรังสีเพียงชนิดเดียว) และโปรเทียม ในกรณีอื่น ชื่อจะได้รับตามมวลอะตอมและองค์ประกอบหลัก

การสลายตัวของอัลฟ่า

นี่คือปฏิกิริยากัมมันตภาพรังสีชนิดหนึ่ง เป็นเรื่องปกติสำหรับองค์ประกอบทางธรรมชาติจากช่วงที่หกและเจ็ดของตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมี โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับองค์ประกอบเทียมหรือทรานซูเรเนียม

องค์ประกอบที่อยู่ภายใต้การสลายตัวของอัลฟา

ในบรรดาโลหะที่มีลักษณะการสลายตัวนี้ ได้แก่ ทอเรียม ยูเรเนียม และองค์ประกอบอื่นๆ ของช่วงที่หกและเจ็ดจากตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมี นับจากบิสมัท ไอโซโทปจากธาตุหนักก็อยู่ภายใต้กระบวนการเช่นกัน

เกิดอะไรขึ้นระหว่างปฏิกิริยา?

ในการสลายตัวของอัลฟา อนุภาคจะถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียส ซึ่งประกอบด้วยโปรตอน 2 ตัวและนิวตรอน 1 คู่ อนุภาคที่ปล่อยออกมานั้นเป็นนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียมซึ่งมีมวล 4 หน่วยและมีประจุ +2

เป็นผลให้มีองค์ประกอบใหม่ปรากฏขึ้น ซึ่งอยู่สองเซลล์ทางด้านซ้ายของต้นฉบับในตารางธาตุ การจัดเรียงนี้พิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่าอะตอมดั้งเดิมสูญเสียโปรตอน 2 ตัวไปพร้อมกับมัน - ประจุเริ่มต้น เป็นผลให้มวลของไอโซโทปที่เกิดขึ้นลดลง 4 หน่วยเมื่อเทียบกับสถานะเริ่มต้น

ตัวอย่าง

ในช่วงการสลายตัวนี้ ทอเรียมจะเกิดจากยูเรเนียม ทอเรียมมาจากเรเดียม จากนั้นเรดอนก็มาจากเรดอน ซึ่งในที่สุดก็ให้พอโลเนียมและในที่สุดก็นำไปสู่ ในกระบวนการนี้ ไอโซโทปของธาตุเหล่านี้จะก่อตัวขึ้น ไม่ใช่ไอโซโทปของธาตุเหล่านี้ ดังนั้นมันจึงกลายเป็นยูเรเนียม -238 ทอเรียม -234 เรเดียม-230 เรดอน -236 และอื่น ๆ จนถึงการปรากฏตัวขององค์ประกอบที่เสถียร สูตรสำหรับปฏิกิริยาดังกล่าวมีดังนี้:

Th-234 -> Ra-230 -> Rn-226 -> Po-222 -> Pb-218

ความเร็วของอนุภาคแอลฟาที่แยกเดี่ยวในขณะที่ปล่อยก๊าซคือ 12,000 ถึง 20,000 กม./วินาที เมื่ออยู่ในสุญญากาศ อนุภาคดังกล่าวจะโคจรรอบโลกภายใน 2 วินาที โดยเคลื่อนที่ไปตามเส้นศูนย์สูตร

การสลายตัวของเบต้า

ความแตกต่างระหว่างอนุภาคนี้กับอิเล็กตรอนอยู่ที่ลักษณะที่ปรากฏ การสลายตัวของเบต้าเกิดขึ้นในนิวเคลียสของอะตอม ไม่ใช่ในเปลือกอิเล็กตรอนที่อยู่รอบๆ การเปลี่ยนแปลงกัมมันตภาพรังสีที่พบได้บ่อยที่สุดที่มีอยู่ทั้งหมด สามารถสังเกตได้ในองค์ประกอบทางเคมีเกือบทั้งหมดที่มีอยู่ในปัจจุบัน จากนี้ไปแต่ละองค์ประกอบมีไอโซโทปอย่างน้อยหนึ่งไอโซโทปที่สลายตัว ในกรณีส่วนใหญ่ การสลายตัวของเบต้าจะส่งผลให้เกิดการสลายตัวของเบต้า-ลบ

ความคืบหน้าของปฏิกิริยา

ในกระบวนการนี้ อิเล็กตรอนจะถูกขับออกจากนิวเคลียส ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงโดยธรรมชาติของนิวตรอนเป็นอิเล็กตรอนและโปรตอน ในกรณีนี้ เนื่องจากมวลที่มากขึ้น โปรตอนยังคงอยู่ในนิวเคลียส และอิเล็กตรอนที่เรียกว่าอนุภาคบีตาลบ จะออกจากอะตอม และเนื่องจากมีโปรตอนต่อหน่วยมากกว่า นิวเคลียสของธาตุนั้นจึงเปลี่ยนขึ้นไปและตั้งอยู่ทางด้านขวาของโปรตอนดั้งเดิมในตารางธาตุ

ตัวอย่าง

การสลายตัวของเบตาที่มีโพแทสเซียม-40 กลายเป็นไอโซโทปของแคลเซียมซึ่งอยู่ทางด้านขวา แคลเซียมกัมมันตภาพรังสี-47 กลายเป็น scandium-47 ซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นไททาเนียม-47 ที่เสถียรได้ การสลายตัวของเบต้านี้มีหน้าตาเป็นอย่างไร? สูตร:

Ca-47 -> Sc-47 -> Ti-47

ความเร็วหลบหนีของอนุภาคบีตาคือ 0.9 เท่าของความเร็วแสง ซึ่งเท่ากับ 270,000 กม./วินาที

มีนิวไคลด์เบต้าแอคทีฟไม่มากเกินไปในธรรมชาติ มีนัยสำคัญน้อยมาก ตัวอย่างคือโพแทสเซียม-40 ซึ่งมีเพียง 119/10,000 ในส่วนผสมจากธรรมชาติ นอกจากนี้ ในบรรดาสารกัมมันตรังสีกัมมันตรังสีที่ออกฤทธิ์ตามธรรมชาติที่มีสารเบต้า-ลบที่มีนัยสำคัญ ได้แก่ผลิตภัณฑ์จากการสลายอัลฟาและเบตาของยูเรเนียมและทอเรียม

การสลายตัวของเบตามีตัวอย่างทั่วไป: ทอเรียม-234 ซึ่งในการสลายตัวอัลฟาจะกลายเป็นโพรแทกติเนียม-234 จากนั้นจึงกลายเป็นยูเรเนียมในลักษณะเดียวกัน แต่ไอโซโทปอื่น ๆ ของมันหมายเลข 234 ยูเรเนียม-234 นี้อีกครั้งเนื่องจากการสลายตัวของแอลฟากลายเป็นทอเรียม แต่เป็นอีกประเภทหนึ่ง ทอเรียม-230 นี้จะกลายเป็นเรเดียม-226 ซึ่งเปลี่ยนเป็นเรดอน และในลำดับเดียวกัน จนถึงแทลเลียม เฉพาะกับการเปลี่ยนกลับเบต้าที่ต่างกัน การสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีเบต้านี้จบลงด้วยการก่อตัวของตะกั่ว -206 ที่เสถียร การแปลงนี้มีสูตรดังต่อไปนี้:

Th-234 -> Pa-234 -> U-234 -> Th-230 -> Ra-226 -> Rn-222 -> At-218 -> Po-214 -> Bi-210 -> Pb-206

นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีเบต้าแอคทีฟที่สำคัญและเป็นธรรมชาติคือ K-40 และธาตุตั้งแต่แทลเลียมไปจนถึงยูเรเนียม

เบต้าบวกผุ

นอกจากนี้ยังมีการเปลี่ยนแปลงเบต้าบวก เรียกอีกอย่างว่าการสลายตัวของโพซิตรอนเบต้า มันปล่อยอนุภาคที่เรียกว่าโพซิตรอนออกจากนิวเคลียส ผลที่ได้คือการแปลงองค์ประกอบดั้งเดิมเป็นองค์ประกอบทางด้านซ้ายซึ่งมีตัวเลขต่ำกว่า

ตัวอย่าง

เมื่อเกิดการสลายตัวของอิเล็กตรอนเบตา แมกนีเซียม-23 จะกลายเป็นไอโซโทปที่เสถียรของโซเดียม ยูโรเพียมกัมมันตภาพรังสีกลายเป็นซาแมเรียม-150

ปฏิกิริยาการสลายตัวของเบตาที่เป็นผลสามารถก่อให้เกิดการปล่อยเบต้า+ และเบตา ความเร็วหลบหนีของอนุภาคในทั้งสองกรณีมีค่าเท่ากับ 0.9 ของความเร็วแสง

การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีอื่นๆ

นอกจากปฏิกิริยาเช่นการสลายตัวของอัลฟาและการสลายตัวของเบต้า ซึ่งเป็นสูตรที่รู้จักกันอย่างแพร่หลาย ยังมีกระบวนการอื่นๆ ที่หาได้ยากกว่าและมีลักษณะเฉพาะมากกว่าของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี

การสลายตัวของนิวตรอน. ปล่อยอนุภาคเป็นกลางของ 1 หน่วยมวล ในระหว่างนั้น ไอโซโทปหนึ่งกลายเป็นอีกไอโซโทปที่มีเลขมวลน้อยกว่า ตัวอย่างเช่น การแปลงลิเธียม-9 เป็นลิเธียม-8, ฮีเลียม-5 เป็นฮีเลียม-4

เมื่อไอโซโทปเสถียรของไอโอดีน-127 ถูกฉายรังสีด้วยแกมมา มันจะกลายเป็นไอโซโทปหมายเลข 126 และได้รับกัมมันตภาพรังสี

การสลายตัวของโปรตอน. มันหายากมาก ในระหว่างนั้นโปรตอนจะถูกปล่อยออกมาโดยมีประจุ +1 และ 1 หน่วยของมวล น้ำหนักอะตอมจะลดลงหนึ่งค่า

การเปลี่ยนแปลงของกัมมันตภาพรังสีโดยเฉพาะอย่างยิ่งการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีจะมาพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงานในรูปของรังสีแกมมา พวกเขาเรียกมันว่ารังสีแกมมา ในบางกรณีจะสังเกตการเอ็กซ์เรย์ที่มีพลังงานต่ำกว่า

เป็นกระแสของแกมมาควอนตา เป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่แข็งกว่ารังสีเอกซ์ซึ่งใช้ในทางการแพทย์ เป็นผลให้แกมมาควอนตาปรากฏขึ้นหรือพลังงานไหลจากนิวเคลียสของอะตอม รังสีเอกซ์ยังเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แต่เกิดขึ้นจากเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม

ช่วงอนุภาคอัลฟ่า

อนุภาคแอลฟาที่มีมวล 4 หน่วยอะตอมและมีประจุ +2 จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง ด้วยเหตุนี้ เราจึงสามารถพูดถึงช่วงของอนุภาคอัลฟาได้

ค่าของการวิ่งขึ้นอยู่กับพลังงานเริ่มต้นและอยู่ในช่วง 3 ถึง 7 (บางครั้ง 13) ซม. ในอากาศ ในตัวกลางที่มีความหนาแน่นสูง จะเท่ากับหนึ่งในร้อยของมิลลิเมตร รังสีดังกล่าวไม่สามารถทะลุแผ่นกระดาษและผิวหนังมนุษย์ได้

เนื่องจากมวลและจำนวนประจุของมันเอง อนุภาคอัลฟาจึงมีกำลังไอออไนซ์สูงสุดและทำลายทุกอย่างที่ขวางหน้า ในเรื่องนี้อัลฟานิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีเป็นสิ่งที่อันตรายที่สุดสำหรับมนุษย์และสัตว์เมื่อสัมผัสกับร่างกาย

พลังการแทรกซึมของอนุภาคบีตา

เนื่องจากจำนวนมวลที่น้อย ซึ่งน้อยกว่าโปรตอนถึง 1836 เท่า ประจุลบและขนาด รังสีเบตาจึงมีผลเล็กน้อยต่อสารที่มันบิน แต่ยิ่งไปกว่านั้น การบินนั้นยาวนานกว่า อีกทั้งเส้นทางของอนุภาคก็ไม่ตรง ในเรื่องนี้พวกเขาพูดถึงความสามารถในการเจาะทะลุซึ่งขึ้นอยู่กับพลังงานที่ได้รับ

ความสามารถในการแทรกซึมของอนุภาคบีตาที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีในอากาศสูงถึง 2.3 ม. ในของเหลวจะถูกนับเป็นเซนติเมตรและในของแข็ง - ในเศษส่วนของเซนติเมตร เนื้อเยื่อของร่างกายมนุษย์ส่งรังสีได้ลึก 1.2 ซม. เพื่อป้องกันรังสีบีตาสามารถใช้ชั้นน้ำธรรมดาได้สูงถึง 10 ซม. การไหลของอนุภาคที่มีพลังงานสลายตัวสูงเพียงพอที่ 10 MeV จะถูกดูดซับโดยชั้นดังกล่าวเกือบทั้งหมด: อากาศ - 4 เมตร; อลูมิเนียม - 2.2 ซม. เหล็ก - 7.55 มม. ตะกั่ว - 5.2 มม.

ด้วยขนาดที่เล็ก อนุภาครังสีบีตาจึงมีกำลังไอออไนซ์ต่ำเมื่อเทียบกับอนุภาคแอลฟา อย่างไรก็ตามเมื่อกลืนกินเข้าไปจะมีอันตรายมากกว่าเมื่อได้รับภายนอก

ประสิทธิภาพการทะลุทะลวงสูงสุดในบรรดารังสีทุกชนิดในปัจจุบันมีนิวตรอนและแกมมา ช่วงของการแผ่รังสีเหล่านี้ในอากาศบางครั้งอาจสูงถึงหลายสิบและหลายร้อยเมตร แต่มีดัชนีไอออไนซ์ที่ต่ำกว่า

ไอโซโทปของรังสีแกมมาส่วนใหญ่มีพลังงานไม่เกิน 1.3 MeV ไม่ค่อยถึงค่า 6.7 MeV ในเรื่องนี้ เพื่อป้องกันรังสีดังกล่าว ชั้นของเหล็ก คอนกรีต และตะกั่วถูกใช้สำหรับปัจจัยการลดทอน

ตัวอย่างเช่น เพื่อลดทอนรังสีแกมมาโคบอลต์สิบเท่า จำเป็นต้องมีโล่ตะกั่วหนาประมาณ 5 ซม. สำหรับการลดทอน 100 เท่า ต้องใช้ 9.5 ซม. การป้องกันคอนกรีตจะอยู่ที่ 33 และ 55 ซม. และน้ำ - 70 และ 115 ซม. .

ประสิทธิภาพการแตกตัวเป็นไอออนของนิวตรอนขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพพลังงาน

ในทุกสถานการณ์ วิธีที่ดีที่สุดในการป้องกันตัวเองจากรังสีคืออยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดให้มากที่สุดและใช้เวลาน้อยที่สุดในพื้นที่ที่มีรังสีสูง

อะตอมฟิชชัน

โดยอะตอมหมายถึงเกิดขึ้นเองหรืออยู่ภายใต้อิทธิพลของนิวตรอน ออกเป็นสองส่วนซึ่งมีขนาดเท่ากันโดยประมาณ

ทั้งสองส่วนนี้กลายเป็นไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของธาตุจากส่วนหลักของตารางธาตุเคมี เริ่มจากทองแดงถึงแลนทาไนด์

ในระหว่างการปลดปล่อย นิวตรอนพิเศษสองสามตัวจะหลบหนีและมีพลังงานมากเกินไปในรูปของแกมมาควอนตา ซึ่งมากกว่าในช่วงการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีมาก ดังนั้น ในการสลายกัมมันตภาพรังสีหนึ่งครั้ง แกมมาควอนตัมหนึ่งตัวก็ปรากฏขึ้น และในระหว่างการแตกตัวนั้น แกมมาควอนตา 8.10 ก็ปรากฏขึ้น นอกจากนี้ ชิ้นส่วนที่กระจัดกระจายยังมีพลังงานจลน์ขนาดใหญ่ ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นตัวบ่งชี้ทางความร้อน

นิวตรอนที่ปล่อยออกมาสามารถกระตุ้นให้เกิดการแยกนิวเคลียสที่คล้ายคลึงกัน ถ้าพวกมันอยู่ใกล้กันและนิวตรอนกระทบกับพวกมัน

ในเรื่องนี้มีความเป็นไปได้ของการแตกแขนงการเร่งปฏิกิริยาลูกโซ่ของการแยกนิวเคลียสของอะตอมและการสร้างพลังงานจำนวนมาก

เมื่อปฏิกิริยาลูกโซ่อยู่ภายใต้การควบคุม สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์บางอย่างได้ ตัวอย่างเช่นสำหรับความร้อนหรือไฟฟ้า กระบวนการดังกล่าวดำเนินการที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์และเครื่องปฏิกรณ์

หากคุณสูญเสียการควบคุมปฏิกิริยาจะเกิดการระเบิดปรมาณู คล้ายกันนี้ใช้ในอาวุธนิวเคลียร์

ภายใต้สภาพธรรมชาติ มีธาตุเดียวคือยูเรเนียมซึ่งมีไอโซโทปฟิชไซล์เพียงตัวเดียวที่มีหมายเลข 235 มันคืออาวุธ

ในเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูยูเรเนียมธรรมดาจากยูเรเนียม -238 ภายใต้อิทธิพลของนิวตรอน พวกมันสร้างไอโซโทปใหม่ที่หมายเลข 239 และจากมัน - พลูโทเนียมซึ่งเป็นของเทียมและไม่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ในกรณีนี้ พลูโทเนียม -239 ที่ได้จะถูกนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์ด้านอาวุธ กระบวนการฟิชชันของนิวเคลียสอะตอมนี้เป็นแก่นแท้ของอาวุธและพลังงานปรมาณูทั้งหมด

ปรากฏการณ์เช่นการสลายตัวของอัลฟาและการสลายตัวของเบต้าซึ่งเป็นสูตรที่มีการศึกษาในโรงเรียนนั้นแพร่หลายในสมัยของเรา ปฏิกิริยาเหล่านี้ทำให้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์และอุตสาหกรรมอื่น ๆ มากมายอิงจากฟิสิกส์นิวเคลียร์ อย่างไรก็ตาม อย่าลืมเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสีของธาตุเหล่านี้ เมื่อทำงานกับสิ่งเหล่านี้ จำเป็นต้องมีการป้องกันพิเศษและการปฏิบัติตามข้อควรระวังทั้งหมด มิเช่นนั้นอาจนำไปสู่หายนะที่แก้ไขไม่ได้

การสลายตัวของเบต้า

β-decay การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของนิวเคลียสของอะตอม พร้อมด้วยอิเล็กตรอนหรือโพซิตรอนออกจากนิวเคลียส กระบวนการนี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเองของนิวคลีออนตัวหนึ่งของนิวเคลียสไปเป็นนิวคลีออนประเภทอื่น กล่าวคือ การเปลี่ยนแปลงของนิวตรอน (n) เป็นโปรตอน (p) หรือโปรตอนไปเป็นนิวตรอน ในกรณีแรก อิเล็กตรอน (e -) จะบินออกจากนิวเคลียส - การสลายตัวที่เรียกว่า β - เกิดขึ้น ในกรณีที่สอง โพซิตรอน (e +) จะบินออกจากนิวเคลียส - การสลายตัวของ β + เกิดขึ้น ออกเดินทางที่ B.-r. อิเล็กตรอนและโพซิตรอนเรียกรวมกันว่าอนุภาคบีตา การเปลี่ยนแปลงร่วมกันของนิวคลีออนจะมาพร้อมกับการปรากฏตัวของอนุภาคอื่น - นิวตริโน ( ν ) ในกรณีของการสลายตัวของ β+ หรือแอนตินิวตริโน A เท่ากับจำนวนนิวคลีออนทั้งหมดในนิวเคลียสไม่เปลี่ยนแปลง และผลิตภัณฑ์นิวเคลียสเป็นไอโซบาร์ของนิวเคลียสเดิมซึ่งอยู่ถัดจากมันไปทางขวาในระบบธาตุ ขององค์ประกอบ ในทางตรงกันข้าม ระหว่าง β + -การสลายตัว จำนวนโปรตอนลดลงหนึ่งตัว และจำนวนนิวตรอนเพิ่มขึ้นหนึ่งตัว และเกิดไอโซบาร์ขึ้น โดยยืนอยู่ทางด้านซ้ายของนิวเคลียสดั้งเดิมในบริเวณใกล้เคียง ในเชิงสัญลักษณ์ทั้งสองกระบวนการของ B.-r. ถูกเขียนในรูปแบบต่อไปนี้:

โดยที่ -Z นิวตรอน

ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของ (β - -การสลายตัวคือการเปลี่ยนแปลงของนิวตรอนอิสระเป็นโปรตอนโดยปล่อยอิเล็กตรอนและแอนตินิวตริโน (ครึ่งชีวิตนิวตรอน ≈ 13 นาที):

ตัวอย่างที่ซับซ้อนมากขึ้น (β - การสลายตัว - การสลายตัวของไอโซโทปหนักของไฮโดรเจน - ทริเทียม ซึ่งประกอบด้วยนิวตรอนสองตัว (n) และโปรตอนหนึ่งตัว (p):

เห็นได้ชัดว่ากระบวนการนี้ลดลงเหลือ β - การสลายตัวของนิวตรอนที่ถูกผูกไว้ (นิวเคลียร์) ในกรณีนี้ β-radioactive tritium nucleus จะกลายเป็นนิวเคลียสของธาตุถัดไปในตารางธาตุ - นิวเคลียสของ light helium isotope 3 2 He

ตัวอย่างของการสลายตัว β + คือการสลายตัวของไอโซโทปคาร์บอน 11 C ตามรูปแบบต่อไปนี้:

การเปลี่ยนแปลงของโปรตอนเป็นนิวตรอนภายในนิวเคลียสยังสามารถเกิดขึ้นได้จากการดักจับโปรตอนของอิเล็กตรอนตัวใดตัวหนึ่งจากเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม บ่อยครั้งที่การจับอิเล็กตรอนเกิดขึ้น

บ.-ร. สังเกตได้จากไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติและกัมมันตภาพรังสีเทียม เพื่อให้นิวเคลียสไม่เสถียรเมื่อเทียบกับการแปลงรูป β แบบใดแบบหนึ่ง (นั่นคือ มันสามารถผ่าน B.-r. ได้) ผลรวมของมวลของอนุภาคทางด้านซ้ายของสมการปฏิกิริยา ต้องมากกว่าผลรวมของมวลของผลิตภัณฑ์การเปลี่ยนแปลง ดังนั้น ณ บ.-แม่น้ำ. พลังงานถูกปล่อยออกมา พลังงานของ ข. - แม่น้ำ อีβ สามารถคำนวณได้จากผลต่างมวลนี้โดยใช้ความสัมพันธ์ อี = mc2,ที่ไหน กับ -ความเร็วแสงในสุญญากาศ ในกรณีของ β-สลาย

ที่ไหน ม -มวลของอะตอมที่เป็นกลาง ในกรณีของการสลายตัวของ β+ อะตอมที่เป็นกลางจะสูญเสียอิเล็กตรอนหนึ่งตัวในเปลือกของมัน นั่นคือพลังงานของ B.-r เท่ากับ:

ที่ไหน ฉัน-มวลของอิเล็กตรอน

พลังงานของ ข. - แม่น้ำ กระจายอยู่ในสามอนุภาค: อิเล็กตรอน (หรือโพซิตรอน) แอนตินิวตริโน (หรือนิวตริโน) และนิวเคลียส อนุภาคแสงแต่ละอนุภาคสามารถนำพลังงานเกือบทุกอย่างตั้งแต่ 0 ถึง E β นั่นคือสเปกตรัมพลังงานของพวกมันจะต่อเนื่อง มีเพียงการจับ K เท่านั้นที่นิวตริโนนำพลังงานเดิมออกไปเสมอ

ดังนั้น ในช่วง β - -สลายตัว มวลของอะตอมตั้งต้นจะมากกว่ามวลของอะตอมสุดท้าย และในช่วง β + -สลายตัว ส่วนเกินนี้คือมวลอิเล็กตรอนอย่างน้อย 2 ตัว

บ.วิจัย-แม่น้ำ. นิวเคลียสได้นำเสนอนักวิทยาศาสตร์ด้วยความลึกลับที่ไม่คาดคิดซ้ำแล้วซ้ำเล่า หลังจากการค้นพบกัมมันตภาพรังสี B. 's ปรากฏการณ์ - แม่น้ำ. ได้รับการพิจารณาว่าเป็นข้อโต้แย้งมานานแล้วว่ามีอิเล็กตรอนอยู่ในนิวเคลียสของอะตอม สมมติฐานนี้กลับกลายเป็นว่าขัดแย้งอย่างชัดเจนกับกลศาสตร์ควอนตัม (ดู นิวเคลียสของอะตอม) จากนั้นความไม่แน่นอนของพลังงานของอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาระหว่าง B.-r. ทำให้เกิดความไม่เชื่อในกฎการอนุรักษ์พลังงานในหมู่นักฟิสิกส์บางคนตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา เป็นที่ทราบกันดีว่านิวเคลียสในสถานะที่มีพลังงานที่กำหนดไว้อย่างดีจะมีส่วนร่วมในการเปลี่ยนแปลงนี้ พลังงานสูงสุดของอิเล็กตรอนที่หลุดออกมาจากนิวเคลียสนั้นเท่ากับความแตกต่างระหว่างพลังงานของนิวเคลียสเริ่มต้นและนิวเคลียสสุดท้ายพอดี แต่ในกรณีนี้ ไม่ชัดเจนว่าพลังงานจะหายไปที่ไหนหากอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมามีพลังงานน้อยกว่า ข้อสันนิษฐานของนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน W. Pauli เกี่ยวกับการดำรงอยู่ของอนุภาคใหม่ - นิวตริโน - ไม่เพียงช่วยรักษากฎการอนุรักษ์พลังงานเท่านั้น แต่ยังช่วยกฎฟิสิกส์ที่สำคัญที่สุดอีกประการหนึ่งด้วย - กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม เนื่องจากสปิน (เช่น ช่วงเวลาที่เหมาะสม) ของนิวตรอนและโปรตอนมีค่าเท่ากับ 1/2 ดังนั้น เพื่อรักษาสปินทางด้านขวาของ B.-r มีเพียงจำนวนอนุภาคที่มีการหมุน 1/2 เท่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของ β - การสลายตัวของนิวตรอนอิสระ n → p + e - + ν เฉพาะการปรากฏตัวของแอนตินิวตริโนเท่านั้นที่ไม่รวมการละเมิดกฎหมายการอนุรักษ์โมเมนตัม

บ.-ร. เกิดขึ้นในองค์ประกอบของทุกส่วนของระบบธาตุ แนวโน้มที่จะเปลี่ยนรูป β เกิดขึ้นเนื่องจากการมีอยู่ของนิวตรอนหรือโปรตอนมากเกินไปในไอโซโทปจำนวนหนึ่งเมื่อเทียบกับปริมาณที่สอดคล้องกับความเสถียรสูงสุด ดังนั้นแนวโน้มที่จะสลาย β + หรือการดักจับ K จึงเป็นลักษณะของไอโซโทปที่ขาดนิวตรอน และแนวโน้มที่จะสลายตัว β เป็นลักษณะของไอโซโทปที่อุดมด้วยนิวตรอน เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีประมาณ 1500 β ของธาตุทั้งหมดในตารางธาตุ ยกเว้นไอโซโทปที่หนักที่สุด (Z ≥ 102)

พลังงานของ ข. - แม่น้ำ ไอโซโทปที่รู้จักในปัจจุบันมีตั้งแต่

ครึ่งชีวิตอยู่ในช่วงกว้างตั้งแต่ 1.3 10 -2 วินาที(12 N) ถึงการสลายตัวของเบต้า 2 10 13 ปี (ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีธรรมชาติ 180 W)

ในอนาคต บ.ศึกษา-แม่น้ำ. นำนักฟิสิกส์ไปสู่การล่มสลายของความคิดเก่า ๆ ซ้ำแล้วซ้ำอีก ได้ก่อตั้งว่าแม่น้ำข. พลังของธรรมชาติใหม่ทั้งหมดควบคุม แม้จะผ่านไปนานตั้งแต่มีการค้นพบบีอาร์ แต่ธรรมชาติของปฏิสัมพันธ์ที่ทำให้เกิดบีอาร์ยังไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างครบถ้วน ปฏิสัมพันธ์นี้เรียกว่า "อ่อนแอ" เพราะ มันอ่อนแอกว่านิวเคลียร์อย่างใดอย่างหนึ่ง 10 12 เท่าและอ่อนแอกว่าแบบแม่เหล็กไฟฟ้า 10 9 เท่า (มันเหนือกว่าปฏิกิริยาโน้มถ่วงเท่านั้น ดูปฏิกิริยาที่อ่อนแอ) ปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอนั้นมีอยู่ในอนุภาคมูลฐานทั้งหมด (ดู อนุภาคมูลฐาน) (ยกเว้นโฟตอน) เกือบครึ่งศตวรรษผ่านไปก่อนที่นักฟิสิกส์จะค้นพบว่าในบี.อาร์. ความสมมาตรระหว่าง "ขวา" และ "ซ้าย" สามารถแตกได้ การไม่อนุรักษ์ที่มีความเท่าเทียมกันนี้เกิดจากคุณสมบัติของปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอ

บ.เรียนสายน้ำ. นอกจากนี้ยังมีประเด็นสำคัญอีกประการหนึ่ง อายุขัยของนิวเคลียสเทียบกับ B.-r. และรูปร่างของสเปกตรัมของอนุภาค β ขึ้นอยู่กับสถานะที่นิวคลีออนตั้งต้นและนิวคลีออนของผลิตภัณฑ์อยู่ภายในนิวเคลียส ดังนั้นการศึกษา B.-r. นอกเหนือจากข้อมูลเกี่ยวกับธรรมชาติและคุณสมบัติของปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอยังขยายความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างของนิวเคลียสของอะตอมอย่างมีนัยสำคัญ

ความน่าจะเป็นของ ข. - แม่น้ำ ขึ้นอยู่กับว่าสถานะของนิวคลีออนในนิวเคลียสเริ่มต้นและนิวเคลียสสุดท้ายอยู่ใกล้กันเพียงใด หากสถานะของนิวคลีออนไม่เปลี่ยนแปลง (ดูเหมือนว่านิวคลีออนจะยังคงอยู่ที่เดิม) ความน่าจะเป็นจะสูงสุดและอนุญาตให้เปลี่ยนสถานะเริ่มต้นเป็นสถานะสุดท้ายที่สอดคล้องกันได้ การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเป็นลักษณะเฉพาะของแม่น้ำ B. - นิวเคลียสของแสง นิวเคลียสของแสงมีจำนวนนิวตรอนและโปรตอนเกือบเท่ากัน นิวเคลียสที่หนักกว่ามีนิวตรอนมากกว่าโปรตอน สถานะของนิวคลีออนประเภทต่าง ๆ นั้นแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง มันซับซ้อน B. - แม่น้ำ; มีช่วงการเปลี่ยนภาพที่ B. - แม่น้ำ เกิดขึ้นด้วยความน่าจะเป็นต่ำ การเปลี่ยนแปลงนี้ยังขัดขวางโดยความจำเป็นในการเปลี่ยนการหมุนของนิวเคลียส การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเรียกว่าต้องห้าม ธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงยังส่งผลต่อรูปร่างของสเปกตรัมพลังงานของอนุภาคβ

การศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับการกระจายพลังงานของอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสี (เบต้าสเปกตรัม) ดำเนินการโดยใช้เบต้าสเปกโตรมิเตอร์ ตัวอย่างของ β-spectra แสดงใน ข้าว. หนึ่ง และ ข้าว. 2 .

ย่อ:อัลฟ่า เบต้าและแกมมา สเปกโตรสโคปี เอ็ด เค. ซิกบานา, ทรานส์. จากภาษาอังกฤษค. 4, ม., 1969, ช. 22-24; ฟิสิกส์นิวเคลียร์ทดลอง, ed. E. Segre, ทรานส์. จากภาษาอังกฤษ เล่ม 3, ม., 2504.

อี.เอ็ม.ไลกิ้น.

เบต้าสเปกตรัมของนิวตรอน จลนศาสตร์ถูกพล็อตบนแกน x พลังงานอิเล็กตรอน E ใน kev, บนแกน y - จำนวนอิเล็กตรอน N (E) ในหน่วยสัมพัทธ์ (เส้นแนวตั้งระบุถึงขีด จำกัด ของข้อผิดพลาดในการวัดของอิเล็กตรอนด้วยพลังงานที่กำหนด)

สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ - ม.: สารานุกรมโซเวียต. 1969-1978 .

ดูว่า "การสลายเบต้า" ในพจนานุกรมอื่นๆ คืออะไร:

การสลายตัวของบีตา การเปลี่ยนแปลงกัมมันตภาพรังสีของนิวเคลียสของอะตอม ในกระบวนการของ rxx นิวเคลียสจะปล่อยอิเล็กตรอนและแอนตินิวตริโน (การสลายตัวของบีตา) หรือโพซิตรอนและนิวตริโน (บีตา + การสลายตัว) ออกเดินทางที่บี.พี. อิเล็กตรอนและโพซิตรอนมีชื่อสามัญ อนุภาคเบต้า ที่… … พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

สารานุกรมสมัยใหม่

การสลายตัวของเบต้า- (b การสลายตัว) ประเภทของกัมมันตภาพรังสีที่นิวเคลียสที่สลายตัวปล่อยอิเล็กตรอนหรือโพสิตรอน ในการสลายตัวของเบต้าแบบอิเล็กทรอนิกส์ (b) นิวตรอน (ในนิวเคลียร์หรืออิสระ) จะกลายเป็นโปรตอนที่มีการปล่อยอิเล็กตรอนและแอนตินิวตริโน (ดู ... ... พจนานุกรมสารานุกรมภาพประกอบ

การสลายตัวของเบต้า- (การสลายตัว β) การเปลี่ยนแปลงกัมมันตภาพรังสีของนิวเคลียสของอะตอม ในระหว่างที่นิวเคลียสปล่อยอิเล็กตรอนและแอนตินิวตริโน (การสลายตัวของ β) หรือโพสิตรอนและนิวตริโน (การสลายตัวของ β+) ออกเดินทางที่บี.พี. อิเล็กตรอนและโพซิตรอนเรียกรวมกันว่าอนุภาคบีตา (อนุภาค β) ... สารานุกรมคุ้มครองแรงงานรัสเซีย

- (ข สลายตัว). การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเอง (ที่เกิดขึ้นเอง) ของนิวตรอน n เป็นโปรตอน p และโปรตอนเป็นนิวตรอนภายในอะตอม นิวเคลียส (เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงเป็นโปรตอนของนิวตรอนอิสระ) พร้อมกับการปล่อยอิเล็กตรอนบน e หรือโพซิตรอน e + และอิเล็กตรอน antineutrinos ... ... สารานุกรมทางกายภาพ

การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเองของนิวตรอนเป็นโปรตอนและโปรตอนเป็นนิวตรอนภายในนิวเคลียสของอะตอม เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงของนิวตรอนอิสระเป็นโปรตอน ควบคู่ไปกับการปล่อยอิเล็กตรอนหรือโพซิตรอนและนิวตริโนหรือแอนตินิวตริโน การสลายตัวของเบต้าสองเท่า… … เงื่อนไขพลังงานนิวเคลียร์

- (ดูเบตา) การเปลี่ยนแปลงกัมมันตภาพรังสีของนิวเคลียสของอะตอม ซึ่งอิเล็กตรอนและแอนตินิวตริโนหรือโพซิตรอนและนิวตริโนถูกปล่อยออกมา ระหว่างการสลายตัวของบีตา ประจุไฟฟ้าของนิวเคลียสของอะตอมจะเปลี่ยนไปทีละหนึ่ง เลขมวลไม่เปลี่ยนแปลง พจนานุกรมใหม่... ... พจนานุกรมคำต่างประเทศของภาษารัสเซีย

การสลายตัวของเบต้า- รังสีเบตา เบต้าสลาย อนุภาคบีตา ส่วนแรกออกเสียง [เบต้า] ... พจนานุกรมการออกเสียงและปัญหาความเครียดในภาษารัสเซียสมัยใหม่

มีอยู่ จำนวนคำพ้องความหมาย: 1 การสลายตัว (28) พจนานุกรมคำพ้องความหมาย ASIS ว.น. ทริชิน. 2556 ... พจนานุกรมคำพ้องความหมาย

เบต้าสลายตัว เบต้าสลายตัว... พจนานุกรมการสะกดคำ

การสลายตัวของเบต้า- (การสลายตัว) การเปลี่ยนแปลงกัมมันตภาพรังสีของนิวเคลียสของอะตอม (อันตรกิริยาที่อ่อนแอ) ซึ่งอิเล็กตรอนและแอนตินิวตริโนหรือโพซิตรอนและนิวตริโนถูกปล่อยออกมา ที่บีอาร์ ประจุไฟฟ้าของนิวเคลียสของอะตอมเปลี่ยนแปลงไปหนึ่งมวล (ดู) ไม่เปลี่ยนแปลง ... สารานุกรมโปลีเทคนิคที่ยิ่งใหญ่

หนังสือ

• ว่าด้วยปัญหาการแผ่รังสีและสสารในวิชาฟิสิกส์ การวิเคราะห์เชิงวิพากษ์ของทฤษฎีที่มีอยู่: ธรรมชาติเลื่อนลอยของกลศาสตร์ควอนตัมและธรรมชาติลวงตาของทฤษฎีสนามควอนตัม ทางเลือก - แบบจำลองของอนุภาคริบหรี่ Petrov Yu.I. หนังสือเล่มนี้อุทิศให้กับการวิเคราะห์ปัญหาความสามัคคีและการต่อต้านแนวคิดของ "คลื่น" และ "อนุภาค" ในการค้นหาวิธีแก้ปัญหาเหล่านี้ พื้นฐานทางคณิตศาสตร์ของพื้นฐาน ... หมวดหมู่: