Podstawy fizyki jÄ drowej dla inŜynierów

Rozdział 4.
Rozpady promieniotwórcze
4.1. Rozpad α
Emitując cząstkę α , jądro traci dwa protony i dwa neutrony. Powstaje nowe jądro, które ma
liczbę atomową mniejszą o 2, a liczbę masową o 4 jednostki:
A
Z
M →
Z
α +
4 A−4
Z −2
P
Cząstka α jest jądrem helu, czyli dwukrotnie zjonizowanym atomem helu.
Charakterystycznymi własnościami rozpadu α są okres połowicznego zaniku, energia
i zasięg cząstek α . Czas połowicznego rozpadu zawiera się w granicach od 10 −7
15
s do 10
lat, a energia od 4,0 do 8,8 MeV dla róŜnych izotopów. Zasięgiem cząstek α nazywamy
odległość przebytą przez cząstkę od źródła do chwili całkowitej utraty energii kinetycznej.
Zasięg zaleŜy od energii; w powietrzu, w warunkach normalnych, zaleŜność między
zasięgiem a energią przedstawia wzór:
3/ 2
R = 0,318
Tα
;
α
T – energia cząstki
Powietrze wybrano jako standardowy ośrodek do badań cząstek α . Zasięg zaleŜy
oczywiście od rodzaju ośrodka, ciśnienia, temperatury i wilgotności. Torami cząsteczek są
linie proste, które dopiero w końcu zasięgu załamują się nieco (rys. 7). Zasięg w powietrzu
nie przekracza 9 cm (z wyjątkiem cząstek dalekiego zasięgu). Cząstki α tracą energię
głównie na jonizację atomów ośrodka (mają bardzo silne własności jonizujące). Cząstka
214
α pochodząca z
82
Po o energii 7,68 MeV wytwarza w powietrzu na swojej drodze
5
2,2⋅ 10 par jonów (parą jonów nazywamy elektron i jon dodatni powstały w wyniku
Rys. 7. Zdjęcie cząstek α w komorze Wilsona. Źródłem cząstek α jest mieszanina i Po . Torami
83 84
cząstek są linie proste. Widoczne są dwa róŜne zasięgi odpowiadające dwóm róŜnym energiom cząstek α [10].
212
Bi
212