Vad är alfasönderfall och betasönderfall? Beta-sönderfall, alfasönderfall: och reaktion av formeln

Alfa- och betastrålning kallas allmänt radioaktivt sönderfall. Denna process, som avges från kärnan av subatomära partiklar, som härrör i hög hastighet. Som ett resultat, kan en atom eller isotop omvandlas från ett kemiskt element till ett annat. Alfa- och betasönderfall av kärnor är karakteristiska för instabila element. Dessa inkluderar alla de atomer med en laddnings tal större än 83 och ett masstal som är större än 209.

reaktions inträffar

Decay, liksom andra radioaktiva transformationer, är naturligt och konstgjort. Den sista beror på att nå kärnan i främmande partiklar. Hur alfa- och betasönderfall kunna genomgå atom - bara beror på hur snart nås steady state.

Under naturliga omständigheter inträffar alfa och beta-minus sönderfall.

In vitro föreliggande neutron, positron, proton- och andra mer sällsynta arter sönderfall och nukleära transformationer.

Dessa namn gav Ernest Rutherford, som har studerat strålning.

Skillnaden mellan det stabila och instabila kärna

Förmågan att förfalla beror på tillståndet hos atomen. De så kallade "stabil" eller icke-radioaktivt kärn karaktäristiska Nonseparated atomer. I teorin, observation av dessa element kan leda till oändligheten, för att slutligen säkerställa deras stabilitet. Det krävs för att separera sådana instabila kärnor som har extremt lång halveringstid.

Av misstag kan en "långsam" atom tas som stabilt. Emellertid slående exempel kan vara tellur, och närmare bestämt dess isotop siffran 128, som har en halv livslängd på 2,2 x 10 ^24. Detta fall är inte unikt. Lantan-138 är föremål för en halveringstid, som är en löptid på 10 ^{och 11} år. Denna term är trettio gånger större än den nuvarande universums ålder.

Essensen av radioaktivt sönderfall

Denna process sker på måfå. Varje ruttnande radionuklider vinster hastighet, som är konstant för varje enskilt fall. Dämpfaktorn kan inte ändras under påverkan av yttre faktorer. Oavsett reaktionen kommer att ske under inflytande av den enorma gravitationskraft vid absoluta nollpunkten, i elektriska och magnetiska fält under en kemisk reaktion och så vidare. Inflytande processen kan bara vara en direkt inverkan på insidan av atomkärnan, vilket är praktiskt taget omöjligt. Spontan reaktion och beror endast på den atom, i vilken fortskrider, och dess interna tillstånd.

Termen "radionuklid" är vanligt när man hänvisar till radioaktivt sönderfall. De som inte är bekant med den, ska du veta att ordet är en grupp av atomer som har radioaktiva egenskaper som egen masstalet, atomnummer och energistatus.

Olika radionuklider som används i de tekniska, vetenskapliga och andra områden av mänsklig aktivitet. Till exempel, är medicinska dataelement som används vid diagnos av sjukdomar, behandling droger, verktyg och andra föremål. Det finns även ett antal terapeutiska och prognos Radiopreparat.

Inte mindre viktigt är fastställandet av isotopen. Detta ord kallas en speciell typ av atomer. De har samma atomnummer som en konventionell del, men andra än masstalet. Den orsakas av denna skillnad belopp neutroner som inte påverkar avgiften som protoner och elektroner, men viktförändring. Till exempel har en enkel väte hela sin 3. Detta är den enda faktor som isotoper namn har tilldelats: deuterium-tritium (endast radioaktiva) och con. I andra fall, namnen ges i enlighet med atomvikter och det viktigaste elementet.

alfasönderfall

Denna typ av radioaktiva reaktioner. Egenskap hos de naturliga element för den sjätte och den sjunde perioden i det periodiska systemet av kemiska element. I synnerhet för artificiella eller transuraner.

Komponenter som kan alfasönderfall

Bland de metaller för vilka den karakteristiska sönderfall inkluderar torium, uran och andra delar av den sjätte och sjunde period i det periodiska systemet av kemiska beståndsdelar, räknat från vismut. Också utsattes för processen för isotoper av tunga element.

Vad händer under reaktionen?

När alfasönderfall börjar utsläpp av kärnpartiklar, som består av två protoner och neutroner par. Sheer släpps partikel kärnan i en heliumatom, med de massenheter 4 och två laddning.

Som ett resultat, det finns ett nytt element, som ligger på den vänstra av de två utgångsceller i det periodiska systemet. Detta arrangemang definieras i att utgångs 2 protoner atom förlorad och med det - den ursprungliga satsen. Som ett resultat, är massan av resulterande isotop 4 massenheter reduceras jämfört med det ursprungliga tillståndet.

exempel

Under detta från sönderfall av uran, torium bildas. Torium verkar radium, från det - radon, som så småningom ger polonium, och till slut - ledningen. I processen finns isotoper av dessa element, och inte de själva. Sålunda erhållna uran-238, torium-234, radium-230, radon-236 och vidare upp till utseendet på stabilt element. Formeln för denna reaktion är som följer:

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

Hastighet isolerade alfapartikelemission vid tiden från 12 till 20 tusen. Km / sek. Medan under vakuum, skulle en sådan partikel har inringat i världen under 2 sekunder, rör sig längs ekvatorn.

betasönderfall

Skillnaden mellan denna partikel av elektron - i stället för händelsen. Kollapsen av beta uppträder i atomkärnan och inte elektronmolnet som omger den. Den vanligaste av alla befintliga radioaktiva transformationer. Det kan observeras i nästan alla närvarande befintliga kemiska element. Av detta följer att varje element har åtminstone en benägenhet att sönderfallet av isotopen. I de flesta fall, som en följd av betasönderfall det är beta minus sönderfall.

reaktionen

När processen för elektronutkastning inträffar kärnor som uppstår på grund av spontan omvandling av en neutron i en elektron och en proton. Sålunda protoner på grund av den större massan förblir i kärnan och elektronen, som kallas beta-minus partikel, lämnande atom. Och eftersom protonerna har ökat med ett, är kärnan i elementet förändras i stor skala och till höger om originalet i det periodiska systemet.

exempel

Kollapsen av beta med kalium-40 omvandlar den till kalciumisotop, som ligger till höger. Radioaktivt kalcium-skandium-47 blir 47, som kan förvandlas till en stabil titan-47. Det ser ut som en betasönderfall? formeln:

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

utsläppsnivån av beta-partikelstrålen är 0,9 gånger hastigheten för 270 tusen. km / sek.

I naturen, beta-emitterande nuklider inte är alltför många. Betydande av dem är ganska små. Ett exempel är ett kalium-40, som i den naturliga blandningen innehåller endast 119/10000. Också, naturligt beta-minus-aktiv radionuklider från ett antal betydande produkter är alfa och beta sönderfall av uran och torium.

Kollapsen av beta är ett typiskt exempel: torium-234, som är den alfasönderfall omvandlas till protaktinium-234 och sedan på samma sätt, det är uran, men andra isotoper vid nummer 234. Detta uran-234 på nytt på grund av alfasönderfall blir torium men det har en annan typ. Då blir denna torium-230 Radium-226, som omvandlas till radon. Och i samma sekvens, upp till tallium, bara med olika beta övergångar tillbaka. Slutar denna radioaktivt betasönderfall av framväxten av stabila bly-206. Denna omvandling har följande formel:

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

Naturliga och betydande beta-aktiva radionuklider är K-40 och de delar av tallium till uran.

Kollapsen av beta-plus

Det finns också en beta-plus omvandling. Den kallas också positron betasönderfall. Det emitteras från kärnpartikeln kallas en positron. Resultatet är en omvandling av utgångselementet står kvar, som har ett mindre antal.

exempel

När en elektronisk betasönderfall, magnesium-natrium 23 blir stabil isotop. Radioaktivt europium-samarium-150 blir 150.

Den resulterande reaktionsbetasönderfall kan skapa + beta och beta emission. Hastigheten för partikelemission i båda fallen lika med 0,9 gånger ljushastigheten.

Andra radioaktiva sönderfall

Bortsett från sådana reaktioner såsom sönderdelning och alfa-beta-sönderfall, vars formel är välkänt, det finns andra, mindre vanliga och typiska för artificiella radionuklider processer.

Neutron förfall. Utsläpp av neutrala partiklar är en massenhet. Under sin en isotop omvandlas till en annan med lägre masstal. Ett exempel skulle vara omvandlingen av 9-litium i litium-8-5 helium i helium-4.

Vid bestrålning av gammastrålar av jod-127 isotopen är en stabil isotop blir siffran 126 och förvärvar radioaktivitet.

Proton förfall. Extremt sällsynt. Medan den inträffar proton emission har en laddning av en, och en enhet av massa. Atomvikt blir mindre till ett enda värde.

Vilken radioaktiv omvandling, i synnerhet radioaktivt sönderfall, åtföljt av frisättning av energi i form av gammastrålar. Det kallas gamma-strålar. I vissa fall finns det röntgenstrålning som har en lägre energi.

Gamma förfall. Den representerar den gammaflödet. Elektromagnetisk strålning är styvare än röntgen som används inom medicinen. Som ett resultat, finns det gammastrålar eller strömmar av energi från atomkärnan. Röntgenstrålar är också en solenoid, men härrör från elektron skal av atomen.

Körsträcka alfapartiklar

Alfapartiklar med en massa av atomära enheter 4 och två laddnings flytta rätlinjigt. På grund av detta kan vi tala om körsträckan för alfapartiklar.

Värdet beror på den initiala banan och energin varierar från 3 till 7 (ibland 13) cm i luft. Den täta mediet är från en hundradels millimeter. Sådan strålning kan inte tränga igenom ett pappersark och mänsklig hud.

På grund av sin egen vikt och laddningen av alfa partikel har störst joniserande makt och förstör allt i sin väg. I detta avseende alfa-radionuklider är mest farliga för människor och djur när de utsätts för organismen.

Den penetrerande förmåga betapartiklar

Grund av den lilla masstal, vilket är 1836 gånger mindre än en proton, en negativ laddning och mängden av beta-strålning har liten effekt på det material genom vilket flugor, men, dessutom längre flygning. Dessutom är partikel vägen inte är rak. I detta avseende talar det om genomslagskraft, som beror på energin.

Den penetrerande förmåga beta-partiklar från att uppträda vid radioaktivt sönderfall i luft når 2,3 m i vätskor räknas i inches och i fasta material - i bråkdelar av en centimeter. mänsklig vävnad strålning passera med 1,2 cm i djup. För att skydda mot beta-strålning kan fungera som en enkel skikt av vatten upp till 10 cm Flödet av partiklar med tillräcklig energi förfall i de 10 MeV nästan alla absorberade av dessa skikt:. Luft - 4 m; aluminium - 2,2 cm; järn - 7,55 mm; bly - 5,2 mm.

Med tanke på den lilla storleken på partiklarna av betastrålning har låg joniserande effekt i jämförelse med de alfapartiklarna. Men vid förtäring, de är mycket farligare än i den externa exponeringen.

De högsta penetrationsgrader bland alla typer av strålning har för närvarande en neutron och gamma. Köra dessa strålning i luften når ibland tiotals eller hundratals meter, men med mindre joniserande indikatorer.

De flesta gammastrålning energi isotoper inte överstiger värdet av 1,3 MeV. Ibland nådde värden av 6,7 MeV. I detta avseende, för skydd mot sådan strålning som används lager av stål, betong och leda till dämpningsförhållande.

Till exempel, för att lossa tiofalt av kobolt gammastrålning kräver blyavskärmning tjocklek av ca 5 cm, för att en 100-faldig dämpning krävs 9,5 cm Betong Protection vara 33 och 55 cm, och vatten -. 70 och 115 cm.

Joniserande neutron siffror beror på deras energiprestanda.

I varje situation, den bästa metoden för att skydda mot strålning blir maximal distanse från källan som möjligt och minimal tidsfördriv i en hög strålningsområde.

Kärnklyvning av atomer

Genom att dividera kärnorna hos de atomer menas spontant eller under inverkan av neutroner division kärna i två delar ungefär lika i storlek.

Dessa två delar är radioaktiva isotoper av elementen från huvuddelen av tabellen av kemiska element. Börja med koppar till lantaniderna.

Under separation bryter några extra neutroner och det finns överskottsenergi i form av gammastrålar, vilket är mycket mer än det radioaktiva sönderfallet. Sålunda, när en händelse inträffar en radioaktivt sönderfall gammastråle, och under handlingen att delnings visas 8,10 gammakvanta. Också flugit isär bitarna har en större rörelseenergi överförs till den termiska prestanda.

Den frigjorda neutronerna kan provocera separationen av analoga par ledare om de befinner sig i närheten och neutroner däri hit.

I detta sammanhang föreligger sannolikheten av förgrening, kedjereaktion accelererande separation av atomkärnor och generera en stor mängd energi.

När en sådan kedjereaktion kontrolleras, kan den användas för specifika ändamål. Till exempel, för uppvärmning eller elektrisk. Sådana processer utförs vid kärnkraftverk och reaktorer.

Om du förlorar kontrollen av reaktionen kommer atomexplosion hända. Som används i kärnvapen.

det finns endast ett element in vivo - uran som endast har en klyvbar isotop siffran 235. Det är ett vapen.

I vanligt uran atom reaktorn från uran-238 under inverkan av neutroner bilda en ny isotop är på nummer 239, och därifrån - plutonium, som är artificiellt och som inte förekommer naturligt. Således uppstod plutonium-239 används för vapenändamål. Denna process av kärnklyvning är kärnan i alla kärnvapen och energi.

Fenomen såsom alfasönderfall och betasönderfall, är formeln för vilka lärs ut i skolor, som är utbredd i vår tid. På grund av dessa reaktioner finns kärnkraftverk, och många andra produktion baserad på kärnfysik. Men glöm inte om radioaktiviteten hos många av dessa element. När du arbetar med dem behöver särskilt skydd och efterlevnad av alla säkerhetsåtgärder. Annars kan det leda till en irreparabel katastrof.