Egzamino medžiaga (trumpas konspektas)

– 25 –Tai radioaktyviojo skilimo dėsnio matematinė išraiška.Laiko tarpas, per kurį branduolių skaičius sumažėja perpus,vadinamas pusėjimo trukme (skilimo pusamžiu) (2 pav.)ln 2 0,693T . (13.10) Tai įvertinę, radioaktyviojo skilimo dėsnį galime perrašyti taip:tTN N 02 . (13.11)1Atvirkščias skilimo konstantai dydis vadinamas branduoliovidutine gyvavimo trukme. Skaitine verte vidutinė gyvavimotrukmė lygi laikui, per kurį nesuskilusių branduolių skaičiussumažėja e kartų. Branduolių skilimų skaičius per laiko vienetąvadinamas aktyvumu:NtA N N0 e . (13.12)tAktyvumo vienetas SI - bekerelis (Bq). Tai toks aktyvumas, kai per 1 s suskyla vienas branduolys. Ir šiuo metu darnaudojamas nesisteminis vienetas kiuris (1 Ci = 3,7 . 10 10 Bq). Aktyvumas, lygus 10 6 bekerelių, vadinamas rezerfordu (Rd).Aktyvumas nepriklauso nuo to, ar radioaktyvieji atomai yra laisvi, ar cheminiame junginyje, nepriklauso ir nuo kūnotemperatūros, slėgio bei kitų išorinių poveikių.Alfa skilimas. Šiuo metu žinomi keli šimtai elementų izotopų, pasižyminčių α aktyvumu (α dalelės - tai helio42 He branduoliai). α skilimo metu susidariusio dukterinio branduolio masės skaičius keturiais, o krūvis dviem vienetaismažesni už motininio:A 4 4X Y He , (13.13)AZ Z 2 2226 222 488Ra86Rn2 He ;čia X - motininio, Y - dukterinio branduolio cheminis simbolis. Skilimo metu išspinduliuojamų α dalelių energija didžiulė(4÷8,8 MeV, greitis (1,4÷2) . 10 7 m/s). Nustatyta, kad kiekvienas branduolys skleidžia tik tam tikros energijos daleles. Taireiškia, kad branduolių energijos lygmenys diskretūs. Kuo mažesnis pusamžis, tuo didesnė dalelių energija. α irimas yratunelinio reiškinio pasekmė. Palyginus masyvios α dalelės ore tenulekia keletą centimetrų, jas sulaiko netgi popieriaus lapas.Beta skilimas. Beta skilimu vadinamas radioaktyviojo branduolio virsmas, kurio metu išspinduliuojamas elektronasarba pozitronas arba elektronas pagaunamas. Branduolinės reakcijos lygtis, kai išspinduliuojamas elektronas, atrodo taip:AZA 0X Y e . (13.14)Z 1 1234 234 090Th 91Pa1e.Kadangi elektronų branduolyje nėra, pagal italų fiziko E.Fermio (jam vadovaujant 1942 m. įvykdyta valdoma branduolinėreakcija) teoriją, elektronas atsiranda neutronui virstant protonu. Platų β-elektronų energijos spektrą E.Fermis aiškinoremdamasis V.Paulio hipoteze, kad gamtoje turi egzistuoti labai lengva elektriškai neutrali dalelė - neutrinas. Nestabilausbranduolio vienas neutronas virsta protonu ir išspinduliuojamas elektronas bei vadinamasis elektroninis antineutrinas:n p0 e~ 1 e(13.15)Energija tarp elektrono ir antineutrino pasiskirsto atsitiktinai, todėl β elektronas ir turi įvairias energijos vertes. β + skilimo metuišspinduliuojamas pozitronas:A A 0Z X Z 1Y 1e. (13.16)Pozitronas atsiranda vienam iš branduolio protonų virtus neutronu:p0 n 1 e e , (13.17)čia0 1e- elektrono antidalelė pozitronas, γ e - elektroninis neutrinas. β + skilimai kur kas retesni, negu β - skilimai, nes protonaistabilesni už neutronus. Branduolių virsmai vienu skilimu niekada nesibaigia:23892Upatiria 8 -skilimus, bei 6 -skilimus ir tik206tada virsta stabilaus82Pb švino izotopu.Branduolys gali sugerti atomo vidinio sluoksnio (dažniausiai K sluoksnio) elektroną. Toks reiškinys vadinamaselektrono pagava arba K pagava, jo metu vienas branduolio protonas virsta neutronu ir branduolio krūvis sumažėja vienetu.Tik 1956 m. bandymais patvirtinta antineutrino egzistavimo hipotezė. Patvirtinimui prireikė beveik 20 metų dėl to, kadneutrinas bei antineutrinas neturi nei krūvio, nei rimties masės. Šių dalelių jonizacijos geba tokia maža, kad, pvz., ore pralėkęsapie 500 km, neutrinas jonizuos tik vieną molekulę.Nustatyta, kad vien tik γ kvantų spinduliavimas radioaktyviųjų skilimų metu nevyksta, γ spinduliavimas lydi α ir βskilimus, jo spektras yra linijinis. Tiksliai nustatyta, kad γ kvantą išspinduliuoja ne motininis branduolys, o dukterinis,pereidamas iš sužadintos būsenos į normalią kaip tiesiogiai, taip ir per tarpines, aišku, sužadintas būsenas. Daugumosbranduolių γ spindulių bangos ilgis labai jau mažas, todėl jų banginės savybės beveik nepasireiškia. Korpuskulinės savybės,atvirkščiai, išreikštos labai ryškiai. Dėl to γ spinduliavimas dažniausiai traktuojamas kaip dalelių – γ kvantų srautas.γ spinduliai dėl didelės skvarbos (1 cm storio švino sluoksnis jų intensyvumą sumažina tik apie du kartus) panaudojamiγ - defektoskopijoje.