Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 35
 
djvu / html
 

490
РАДИОАКТИВНОСТЬ
постоянную или парциальный период полураспада, относящийся к превращению данного типа.
Частным случаем ядерных превращений, протекающих двумя различными способами, является Р. с испусканием р+-частиц и Р. с электронным захватом. Все радиоэлементы, испускающие р+-лучи, имеют также нек-рую вероятность превращаться с электронным захватом. Однако в этом случае имеют место не разветвление с изменением состава ядра, а два тесно связанных между собой ядерных превращения, приводящих от начального атома к одному и тому же конечному атому, причём относительная вероятность этих превращений может быть предсказана теоретически. Прежде всего, если энергия, соответствующая разнице в массе начального и конечного атомов, менее 1 Мае, то (!+-распад не может иметь места. При большей разнице масс протекают в той или иной степени оба процесса, при этом доля Р+-распадов тем больше, чем выше энергия; однако теоретически всегда имеется нек-рая вероятность и электронного захвата. При одинаковой энергии вероятность р+-распада будет больше у лёгких элементов; наоборот, у тяжёлых элементов должны иметь место почти исключительно процессы электронного захвата.
С первого взгляда могло бы показаться, что Р--радиоактивность не может совмещаться в одном и том же атоме с (!+-радиоактивностьюили электронным захватом, т. к. первое явление соответствует избытку нейтронов, а два других — избытку протонов; действительно, у атомов обычно не обнаруживается разветвлений такого рода. Однако нек-рые радиоактивные изотопы с чётным М и нечётным Z имеют устойчивые изобары с атомными номерами Z—1 и Z-I-1. Атом с атомным номером Z имеет большую массу, чем два других изобарных ему атома, и потому может иметь место как р~-распад, так и ^-распад или электронный захват либо же оба последних процесса. Известно большое число случаев, когда радиоэлементы, испускающие а-лучи, являются одновременно р-неустойчивыми и обнаруживают р~-, р-+ -радиоактивность или электронный захват.
Превращение одного радиоактивного атома часто приводит к образованию другого радиоактивного атома. Нередко из одних радиоэлементов образуется несколько других генетически связанных радиоэлементов. Отметим, что если не считать случая спонтанного деления, происходящего исключительно редко, ядерные превращения тяжёлых изотопов с Z > 83 представляют собой либо з-распад, сопровождающийся уменьшением массового числа ядра на 4 единицы, либо р-распад (или изомерное превращение), при к-ром массовое число остаётся без изменения Так как не существует устойчивых атомов с массовыми числами и атомными номерами больше, чем у изотопа 3sBi20e, то все атомы с более высокими массовыми числами должны испытывать последовательные я-распады и р-превращения до тех пор, пока массовое число конечного изотопа не станет равным или меньше 209.
Генетически связанные ядерные превращения могут наблюдаться не только у наиболее тяжёлых ядер, но и у более лёгких ядер, и в этом случае они представляют собой ряд последовательных р-превраще-ний изобар, изменяющих соотношение нейтронов и протонов в ядре до тех пор, пока оно не достигнет соотношения, соответствующего устойчивому изотопу. Таким образом, может иметь место довольно длинный ряд генетическисвязанных р--превращений или В + -превращений и электронных захватов. Так, нек-рые из радиоэлементов, образующихся при де-
лении тяжёлых ядер, имеют большой избыток нейтронов и дают семейство из четырёх или няти р~-ра-диоактивных изотопов. В этом случае следующие друг за другом члены радиоактивного семейства имеют в среднем всё более увеличивающиеся (в связи с приближением к области р-устойчивости) периоды полураспада и потому возможность радиоактивного равновесия (см. ниже) более чем двух членов семейства почти полностью отсутствует.
Ядерная изомерия также даёт генетически связанные ядерные превращения в тех случаях, когда она наблюдается у радиоактивных изотопов. Во многих случаях ядро возвращается из изомерного (мета-стабильного) состояния в основное состояние, испуская f-лучи.после чего атом вновь испытывает радиоактивное превращение, напр, (i-распад. Встречается также обратный случай, когда в результате испускания ji-лучей испытавшее превращение ядро оказывается в возбуждённом состоянии, из к-рого оно переходит в основное состояние, испуская f-лучя.
III. Законы радиоактивных превращений. Радиоактивное равновесие.
Атомы радиоэлемента имеют нек-рую вероятность распасться в течение определённого времени с испусканием какого-либо излучения. Обозначим через I постоянную радиоактивного распада, т. е. вероятность распада атома за единицу времени. Число атомов, распадающихся в каждый момент, пропорционально числу присутствующих атомов N. Изменение числа атомов в течение времени dt равно:
dN = — INdt.
Решение этого дифференциального уравнения имеет вид экспоненциального закона с отрицательным коэфициентом: _ _Х(
N = Nff ,
где N0 — число атомов, к-рые имелись в начальный момент времени.
Постоянная радиоактивного распада является основной характеристикой данного радиоэлемента. Распад радиоэлемента можно также характеризовать «средним временем жизни» б атомов или же временем, необходимым для распада половины атомов, т. е. периодом полураспада Т, к-рый не зависит от числа первоначально имеющихся атомов. Между этими величинами существуют следующие соотношения:
Периоды полураспада выражаются в единицах времени (секунды, минуты, часы и т. д.), а постоянные радиоактивного распада — в сек. ~1, мин.-1 и т. д.
Активность радиоэлементов измеряется с помощью приборов для обнаружения излучений (см. Счётчики заряженных частиц), показания к-рых пропорциональны числу испускаемых частиц (а следовательно, и числу распадающихся атомов) и числу имеющихся атомов. Так как период полураспада Т обратно пропорционален постоянной радиоактивного распада X, то вещества с длинным периодом слабо активны. Этим объясняется, что, напр., Р. урана и тория удалось обнаружить лишь спустя много времени после открытия этих элементов. Измерить период полураспада радиоэлемента можно, измеряя уменьшение активности. Если период данного радиоэлемента очень велик, то можно измерить число частиц, испускаемых за данное время, а число имеющихся атомов определить измерением веса или же к.-л. другим способом. Отношение этих двух

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670


Большая Советская Энциклопедия Второе издание