| Подготовьтесь к сдаче ЕГЭ интересно и эффективно
Бета-распад: что это такое и что происходит в процессе бета-распада
289

Бета-распад: что это такое и что происходит в процессе бета-распада

Содержание:





Радиоактивность не столь страшна, как полагает большинство людей, вспоминая о Чернобыле и Фукусиме. Под понятием подразумевается процесс спонтанного распада нестабильного атомного ядра с испусканием элементарной частицы. От вида последних зависит тип распада, его протекание, особенности. Сегодня рассмотрим, что такое бета-распад в физике, какие виды бывают, чем отличаются.

TutorOnline RU

Что такое бета-распад

Бета-распад – это одна из разновидностей самовольного расщепления нестабильных ядер с образованием более простых. Обуславливается слабым взаимодействием, при котором ядерный заряд изменяется на единицу, массовое число остаётся прежним (при альфа-распаде снижается на четыре). Ядро в процессе испускает β-частицы, к которым относятся позитроны с электронами, и нейтрино либо антинейтрино.

В основу процесса заложена особенность протонов с нейтронами. Они способны превращаться один в другой при определённых условиях. Свободный нейтрон тяжелее электрона с протоном, он может самопроизвольно трансформироваться в протон (p), испуская при этом антинейтрино (v) с одновременным увеличением заряда ядра на единичку. Формула электронного бета-распада:

n → p = e- + v.

Ядро, появившееся вследствие трансформации, становится ядром нового элемента, с порядковым номером на единицу больше, чем до протекания процесса. Калий, например, идущий в периодической таблице Менделеева под номером 19, становится кальцием с зарядом 20. Математически это выглядит так:

1940K > 2040Ca+e-+v.

Ядро, появившееся вследствие трансформации, становится ядром нового элемента, с порядковым номером на единицу больше, чем до протекания процесса.

Количество нуклонов (нейтроны и протоны) остаётся статичным, поэтому массовое число не изменяется в отличие от α-распада. Процесс может сопровождаться гамма-излучением, если часть энергии расходуется, чтобы возбудить образовавшееся ядро (продукт). Будучи возбуждённым, оно вскоре стабилизируется, отдавая один или пару гамма-квантов. γ-излучение имеет дискретный энергетический спектр, у бета-частиц он сплошной, начиная от нуля и заканчивая максимальной энергией β-спектра.



Разнообразие явлений

В природе различают бета-плюс, бета-минус-распады. Первый – β+ – характеризуется испусканием нейтрино с позитроном, второй β- – антинейтрино с электроном. Вследствие первого β+-распада образуется – нейтрино, второго β+- – антинейтрино (из закона сохранения лептонных зарядов).

Отдельно стоит так называемый электронный или e-захват, когда электрон из собственной оболочки захватывает ядро с последующим испусканием нейтрино. Последний и его антипод, в противовес электронам с позитронами, отличаются весьма слабым взаимодействием с материей, частицу появившейся вследствие распада энергии забирают с собой.

Часть ядер испытывает ββ- или двойной бета-распад: ядерный заряд возрастает на пару единиц вместо одной. Что один, что другой, возникают с определённой вероятностью, и для β она выше, чем для ββ, что затрудняет изучение явления на практике. Вследствие двойного распада число нуклонов остаётся статичным.



Кратко о роли нейтрона

Ещё в 1930 году опыты показали, что кроме протонов с электронами в ядре должны находиться ещё какие-то частицы с нейтральным зарядом. Спустя два года открыли элементарные частицы, имеющие почти такую же массу как протоны. Назвали их нейтронами.

В начале XX века физики окончательно убедились, на что распадается нейтрон, демонстрирующий крайне низкую устойчивость. Продуктами его разрушения стали протон с электроном и антинейтрино. Если первые обнаруживаются посредством специальных детекторов, третий почти не взаимодействует с материей.

Поделитесь в социальных сетях:
16 октября 2021, 12:58


Как вы считаете, материал был полезен?

Для оценки комментариев необходимо «войти на сайт».