Радиоактивность. Левин М.Н - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

15
Энергия при β
-
- и β
+
- распадах распределяется между тремя час-
тицами : электроном или позитроном, антинейтрино или нейтрино и конечным
ядром. Поскольку ядро-продукт обладает большой массой покоя, то
кинетическая энергия, уносимая ядром, будет очень мала . Практически
вся энергия, выделяемая при распаде , статистически распределяется между β -
частицей и нейтрино (анти -
нейтрино). Поэтому спектр β - частиц
сплошной (рис. 5). На форму β -
спектра существенно влияет
кулоновское взаимодействие испус-
каемой β - частицы с полем элек -
трического заряда ядра- продукта.
Искажения особенно существенны в
начале спектра, для частиц с малой
энергией . Для электронов максимум
спектра смещается в сторону малых
энергий и в сторону больших
энергий для позитронов.
Характерной особенностью β -
спектров является строго определенная величина максимальной кинетической
энергии β-частц или максимальной границей β - спектра Е
max
,
которая
соответствует случаю , когда вся энергия перехода уносится только
электроном (антинейтрино ), а антинейтрино (электрон) испускается с энергией
близкой к нулю . Бета- радиоактивные изотопы встречаются у всех элементов
периодической системы . Закон сохранения энергии для β -распада можно
представить в виде :
M(Z,A)c
2
= M(Z± l,A)c
2
+ mc
2
+ E
я
+E
e
+E
ν
,
где М (Z, A), M(Z± l,A) и m - массы исходного ядра, ядра-продукта и
электрона, Е
я
, Е
е
и E
ν
-кинетические энергии продуктов распада . Учитывая, что
Е
я
пренебрежимо мала , получим:
[М (Z,A) - М (Z± l, A) - m]c
2
= E
e
+E
ν
или [М (Z,A) - М (Z± 1,A) - m]с
2
= (E
e
)
max
.
При электронном захвате энергия перехода распределяется только между
двумя частицами : конечным ядром и нейтрино . Так как ядро, обладая большой
массой , уносит малую долю энергии, то практически вся энергия перехода
уносится нейтрино . Поэтому спектр нейтрино при электронном захвате
монохроматический. Особенностью электронного захвата является слабая
зависимость его скорости от химического состояния превращающихся атомов.
Ядро захватывает электрон с какой - либо из электронных оболочек атома, а
вероятность подобного захвата определяется строением не только внутренней
оболочки, но и (в меньшей степени ) более отдаленных оболочек , в том числе и
валентных. Изменение заряда ядра при β-распаде влечет за собой
последующую перестройку («встряску» ) электронных атомных оболочек ,
возбуждение, ионизацию, атомов и молекул, разрыв химических связей .
Рис. 5.
Типичный вид β-спектра 
                                           15
      Э нерги я при β - - и β +- распадах распределяется между тремя час-
ти цами : элек троном и ли пози троном, анти ней три но и ли ней три но и к онечны м
ядром. Поск ольк у ядро-продук т обладает больш ой                      массой пок оя, то
к и нети ческ ая энерги я, уноси мая ядром, будет очень мала. Прак ти ческ и
вся энерги я, вы деляемаяпри распаде, стати сти ческ и распределяетсямеждуβ -
                                                  части цей      и     ней три но (анти -
                                                  ней три но). Поэтому спек тр β -части ц
                                                  сплош ной (ри с. 5). Н а ф орму β -
                                                  спек тра       сущ ественно     вли яет
                                                  к улоновск ое взаи модей стви е и спус-
                                                  к аемой β -части цы с полем элек -
                                                  три ческ ого заряда ядра-продук та.
                                                  И ск ажени я особенно сущ ественны в
                                                  начале спек тра, для части ц с малой
                                                  энерги ей . Д ля элек тронов мак си мум
                                                  спек тра смещ ается в сторону малы х
                       Ри с. 5.                    энерги й и в сторону больш и х
            Т и пи чны й ви дβ-спек тра            энерги й дляпози тронов.
                                                   Х арак терной      особенностью      β-
спек тров является строго определенная вели чи на мак си мальной к и нети ческ ой
энерги и β -частц и ли мак си мальной грани цей β -спек тра Е max , к оторая
соответствует случаю , к огда вся энерги я перех ода уноси тся тольк о
элек троном (анти ней три но), а анти ней три но (элек трон) и спуск аетсясэнерги ей
бли зк ой к нулю . Бета-ради оак ти вны е и зотопы встречаю тся у всех элементов
пери оди ческ ой си стемы . Зак он сох ранени я энерги и для β -распада можно
представи тьв ви де:
                         M(Z,A)c2 = M(Z± l,A)c2 + mc2 + Eя+Ee+Eν,
где М (Z, A), M(Z± l,A) и m - массы и сх одного ядра, ядра-продук та и
элек трона, Е я, Е е и Eν -к и нети ческ и еэнерги и продук тов распада. У чи ты вая, что
Е я пренебрежи мо мала, получи м:
                             [М (Z,A) - М (Z± l, A) - m]c2= Ee+Eν
и ли                        [М (Z,A) - М (Z± 1,A) - m]с2 = (Ee)max .
     При элек тронном зах вате энерги я перех ода распределяется тольк о между
двумя части цами : к онечны м ядром и ней три но. Т ак к ак ядро, обладая больш ой
массой , уноси т малую долю энерги и , то прак ти ческ и вся энерги я перех ода
уноси тся ней три но. Поэтому спек тр ней три но при элек тронном зах вате
монох ромати ческ и й . О собенностью элек тронного зах вата является слабая
зави си мость его ск орости от х и ми ческ ого состояни я превращ аю щ и х ся атомов.
Я дро зах ваты вает элек трон с к ак ой -ли бо и з элек тронны х оболочек атома, а
вероятность подобного зах вата определяется строени ем не тольк о внутренней
оболочк и , но и (в меньш ей степени ) болееотдаленны х оболочек , в том чи слеи
валентны х . И зменени е заряда ядра при                  β -распаде влечет за собой
последую щ ую перестрой к у («встряск у») элек тронны х атомны х оболочек ,
возбуждени е, и они заци ю , атомов и молек ул, разры в х и ми ческ и х связей .

Страницы