Hva er alfa råte og betastråling? Beta-forfall, alfa-nedbrytning, og omsetning av formel

Alfa- og beta-stråling blir vanligvis kalt radioaktiv nedbrytning. Denne prosessen, som sendes ut fra kjernen av subatomære partikler, som kommer med stor hastighet. Som et resultat av dette kan et atom eller en isotop omdannes fra ett kjemisk element til et annet. Alfa- og betastråling av kjerner er karakteristiske for ustabile elementer. Disse inkluderer alle atomer med en ladningstall større enn 83 og et massenummer som er større enn 209.

Reaksjons tilstanden oppstår

Råte, i likhet med andre radioaktive transformasjoner, er naturlig og kunstig. Det siste skyldes at komme til kjernen av eventuelle fremmedpartikler. Hvordan den alfa- og betastråling i stand til å gjennomgå atom - bare er avhengig av hvor raskt bli nådd steady-state.

Under naturlige forhold oppstår alfa- og beta-minus råte.

In vitro liggende neutron, positron, proton og andre mer sjeldne arter og nedbrytes og nukleære transformasjoner.

Disse navnene ga Ernest Rutherford, som har studert stråling.

Forskjellen mellom det stabile og ustabile kjernen

Evnen til forfall avhenger av tilstanden av atomet. De såkalte "stabil" eller ikke-radioaktive kjerne karakteristiske ikke-separert atomer. I teorien kan observasjon av disse elementer fører til uendelig, for endelig å sikre deres stabilitet. Det er nødvendig å skille slike ustabile atomkjerner som har ekstremt lang halveringstid.

Ved en feil, kan en "treg" atom tas som stabil. Imidlertid slående eksempel kan være tellur, og mer spesielt dens isotop henvisningstallet 128, som har en halveringstid på 2,2 cm x 10 ^24. Denne saken er ikke unik. Lantan-138 er utsatt for en halveringstid, noe som er en periode på 10 ¹¹ år. Dette begrepet er tretti ganger større enn dagens alder av universet.

Essensen av radioaktiv nedbrytning

Denne prosessen skjer tilfeldig. Hver råtnende radionuklid fart øker, noe som er konstant i hvert enkelt tilfelle. Nedbrytningshastigheten kan ikke endres under påvirkning av ytre faktorer. Uansett vil reaksjonen finne sted under påvirkning av den store gravitasjonskraften, ved det absolutte null, i det elektriske og magnetiske felt, i løpet av en kjemisk reaksjon og så videre. Innflytelse på prosessen kan bare være en direkte innvirkning på innsiden av atomkjernen, som er praktisk talt umulig. Spontan reaksjon og avhenger bare av atom, i hvilket fortsetter, og den interne tilstand.

Begrepet "radionuklid" er vanlig når det refereres til radioaktiv nedbrytning. De som ikke er kjent med det, bør du vite at ordet er en gruppe av atomer, som har radioaktive egenskaper som eier massetall, atomnummer og energi status.

Ulike radionuklider brukt i den tekniske, vitenskapelige og andre sfærer av menneskelig aktivitet. For eksempel er medisinsk dataelementer som brukes i diagnostisering av sykdommer, behandling stoffer, verktøy og andre gjenstander. Det finnes til og med en rekke terapeutiske og prognostisk Radiopreparat.

Ikke mindre viktig er bestemmelse av isotopen. Dette ordet er referert til som en spesiell type atomer. De har samme atomnummer som et konvensjonelt element, men andre enn massetallet. Den er forårsaket av dette differansebeløpet nøytroner som ikke påvirker den ladning som protoner og elektroner, men vektendringen. For eksempel, har en enkel hydrogen hele 3. Dette er det eneste element som har isotoper navn har blitt tildelt: deuterium-tritium (kun radioaktivt) og con. I andre tilfeller, navnene er i overensstemmelse med atomvekter og hovedelementet.

Alpha forfall

Denne type av radioaktive reaksjoner. Karakteristisk for den naturlige elementer av den sjette og den syvende periode i det periodiske system av kjemiske elementer. Spesielt for kunstige eller transuraner.

Komponenter som kan være alfa-nedbrytning

Blant de metaller som den karakteristiske forråtnelse omfatter thorium, uran og andre elementer i den sjette og syvende periode i det periodiske system av kjemiske elementer, regnet fra vismut. Også underkastet fremgangsmåten ifølge isotoper av tunge elementer.

Hva skjer under reaksjonen?

Når alfa-nedbrytning begynner avgivelse av kjernepartikler, som består av to protoner og nøytroner par. Ren frigjøres partikkelkjernen et heliumatom, med masseenhetene 4 og 2 kostnad.

Som et resultat, er det et nytt element, som er plassert på venstre side av de to starter cellene i det periodiske system. Dette arrangement er definert ved at utgangs 2 protoner atom tapt, og med det - den opprinnelige innforte sats. Som et resultat, blir massen av resulterende isotop 4 masseenheter reduseres i forhold til den opprinnelige tilstanden.

eksempler

I løpet av denne fra nedbrytning av uran, thorium dannet. Thorium, vises radium, fra det - radon, som til slutt gir polonium, og til slutt - bly. I prosessen er det isotoper av disse elementene, og ikke de selv. Således oppnådde uran-238, thorium-234, radium-230, radon-236, og videre opp til utseendet stabilt element. Formelen for denne reaksjon er som følger:

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

Hastighet isolert alfapartikkel-utslipp av gangen, fra 12 til 20.000. Km / sek. Mens under vakuum, vil en slik partikkel er sirklet kloden i 2 sekunder, beveger seg langs ekvator.

betahenfall

Forskjellen mellom denne partikkelen av elektron - i stedet for forekomsten. Sammenbruddet av beta oppstår i kjernen av atom og ikke elektronskyen som omgir den. Den mest vanlige av alle eksisterende radioaktive transformasjoner. Det kan observeres i nesten alle eksisterende kjemiske elementer. Av dette følger det at hvert element har minst ett utsatt for forråtnelse av isotopen. I de fleste tilfeller, som følge av betastråling Det er beta minus forråtnelse.

reaksjonen

Når fremgangsmåten ifølge elektron utstøting oppstår kjerner som oppstår på grunn av spontan omdannelse av et nøytron i et elektron og et proton. Således protoner på grunn av den større masse forbli i kjernen og elektron, kalt beta-minus partikkel, utgående atom. Og fordi protonene har økt med én, er kjernen av elementet endre på en ny måte og høyre for den opprinnelige i det periodiske system.

eksempler

Sammenbruddet av beta med kalium-40 omdanner det til kalsium-isotop, som ligger på høyre side. Radioaktivt kalsium-scandium-47 blir 47, som kan slå inn i en stabil titan-47. Det ser ut som en betastråling? formel:

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

utslippsrate av beta-partikkel stråle er 0,9 ganger hastigheten på 270 tusen. km / sek.

I naturen, beta-utslipp nuklider er ikke for mange. Betydningsfulle av dem er ganske små. Et eksempel er en kalium-40, som i den naturlige blandingen inneholder kun 119/10000. Også naturlig beta-minus-aktiv radionuklider fra en rekke viktige produkter er alfa og beta nedbrytning av uran og thorium.

Desintegrering beta er et typisk eksempel: thorium-234, som er den alfa-nedbrytning blir omdannet til protactinium-234, og deretter på samme måte blir uran, men dens annen isotop under nummer 234. Dette uran-234 igjen skyldes alfa-nedbrytning blir thorium men det har en annen type. Deretter blir dette thorium-230 radium-226, som omdannes til radon. Og i samme rekkefølge inntil thallium, bare med ulike beta overganger tilbake. Slutter denne radioaktiv betastråling for fremvekst av stabilt bly-206. Denne transformasjonen har følgende formel:

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

Naturlige og betydelige beta-aktiv radionuklider er K-40 og elementene av thallium til uran.

Sammenbruddet av beta-plus

Det er også en beta-plus transformasjon. Det kalles også positron betastråling. Det avgis fra kjerne partikkel som kalles et positron. Resultatet er en omforming av startelement stående igjen, som har et mindre antall.

eksempel

Når en elektronisk betastråling, magnesium-natrium 23 blir stabile isotoper. Radioaktivt europium-samarium-150 blir 150.

Den resulterende reaksjonsbetastråling kan skape + beta og betapartiklene. Hastigheten av partikkelutslipp i begge tilfeller tilsvarende 0,9 ganger lyshastigheten.

Andre radioaktive henfall

Bortsett fra slike reaksjoner som dekomponering og alfa-beta-forfall, formelen som er velkjent, det er andre, mindre vanlige og typiske for kunstige radionuklider prosesser.

Nøytrondesintegrasjon. Utslipp av nøytrale partikler er en masseenhet. Under sin ene isotop, blir omdannet til en annen med en lavere massetallet. Et eksempel er omdannelsen av 9-litium i litium-8-5 helium i helium-4.

Ved bestråling med gammastråler av jod-127-isotopen er en stabil isotop blir tallet 126 og overtar radioaktivitet.

Proton råte. Ekstremt sjelden. Mens det skjer proton utslipp ha en kostnad på 1, og en masseenhet. Atomic vekt blir mindre til en enkelt verdi.

En hvilken som helst radioaktiv transformasjon, særlig radioaktiv nedbrytning, ledsaget av frigjøring av energi i form av gammastråler. Det kalles gammastråler. I noen tilfeller er det røntgenstråling med en lavere energi.

Gamma råte. Det representerer gammastråle fluks. Elektromagnetisk stråling er mer rigid enn den røntgen som brukes i medisin. Resultatet er gammastråler eller energi fluksene av atomkjernen. X-stråler er også en solenoid, men oppstår som følge av at elektronskallene er rundt atomet.

Kjørelengde alfa-partikler

Alfa-partikler med en masse av atom enhetene 4 og 2 kostnad bevege seg rettlinjet. På grunn av dette, kan vi snakke om kjørelengde på alfapartikler.

Verdien avhenger av den opprinnelige banen og energien varierer fra 3 til 7 (noen ganger 13) cm i luft. Den tette mediet er fra en hundredel av en millimeter. En slik stråling kan ikke trenge inn i et ark av papir, og human hud.

På grunn av sin egen vekt og ladningen av alfa-partikkel har størst ioniserende strøm og ødelegge alt i deres vei. I denne forbindelse, alfa-radionuklider er mest farlige for mennesker og dyr når de utsettes for organismen.

Den gjennomtrengende evnen til betapartikler

På grunn av det lille massetall, som er 1836 ganger mindre enn et proton, og måling av den negative ladning, har beta-stråling liten virkning på stoffet, gjennom hvilke fluer, men dessuten lengre flytur. Dessuten er det partikkelbanen ikke er rett. I denne forbindelse, den snakker om gjennomtrengende kraft, som avhenger av den mottatte energi.

Den gjennomtrengende evnen av de betapartikler fra å oppstå under radioaktiv nedbrytning i luften når 2,3 m i væsker telles i inches og i faste stoffer - i brøkdeler av en centimeter. humant vev stråling passert av 1,2 cm i dybde. For å beskytte mot beta-stråling kan tjene som en enkel vannsjiktet for å 10 cm partikkel-strømmen ved en tilstrekkelig høy energi av forråtnelse ved 10 MeV nesten all absorbert slike lag: luft - 4 m. aluminium - 2,2 cm; jern - 7,55 mm; bly - 5.2 mm.

På grunn av den lille størrelsen av partiklene av beta-stråling har lav ioniserende effekt sammenlignet med de alfa-partikler. Men når det svelges, de er mye mer farlig enn i det ytre eksponering.

De høyeste utbredelses blant alle typer stråling tiden har et nøytron og gamma. Kjører disse stråler i luften når undertiden titalls eller hundrevis av meter, men med mindre ioniserende indikatorer.

De fleste gammaenergi isotoper ikke overstiger verdien på 1,3 MeV. Av og nådde verdier av 6,7 MeV. I denne forbindelse, for beskyttelse mot slik stråling som benyttes lag av stål, betong og fører til dempning forhold.

For eksempel, for å løsne tidobbelt kobolt gammastråling krever bly skjerming tykkelse på omtrent 5 cm, til en 100-gangers dempning som kreves 9,5 cm betongbeskyttelse være 33 og 55 cm, og vann -. 70 og 115 cm.

Ioniserende nøytron tallene avhenger av deres energiytelse.

I enhver situasjon, blir den beste metode for å beskytte mot stråling maksimal distansering fra kilden som mulig og minimal aktivitet i en høy strålingsområde.

Oppdeling atomer atomkjerner

Ved å dividere kjernene i atomene som menes spontant eller under påvirkning av nøytroner divisjon kjerne i to deler tilnærmet lik i størrelse.

Disse to delene er radioaktive isotoper av elementene fra hoveddelen av bordet av kjemiske elementer. Start fra kobber til lanthanoids.

I løpet av separeringen bryter noen ekstra nøytroner, og det er overflødig energi i form av gammastråler, som er mye mer enn den radioaktive nedbrytning. Således, når en hendelse inntreffer en radioaktiv nedbrytning gammastråle, og i løpet av handling av dele vises 8,10 gamma-kvanter. Også fløyet hverandre stykkene har en større kinetisk energi overføres til den termiske ytelsen.

De frigjorte neutroner som er i stand til å provosere separasjon av analoge par av kjerner hvis de befinner seg i nærheten og nøytroner deri skjøt.

I denne forbindelse er det sannsynlighet for forgrening, kjedereaksjon akselerere separasjonen av atomkjerner og genererer en stor mengde energi.

Når en slik kjede reaksjon er kontrollert, kan den brukes for spesielle formål. For eksempel, for oppvarming eller elektrisk. Slike prosesser utføres ved kjernekraftverk og reaktorer.

Hvis du mister kontrollen over reaksjonen, vil atomeksplosjon skje. Som brukes i kjernefysiske våpen.

det er bare ett element in vivo - uran som bare har en spaltbare isotopen tallet 235. Det er et våpen.

I et vanlig kjernereaktor uran fra uran-238 under påvirkning av nøytron skjema ny isotop No.239, og fra det - plutonium, som er kunstig og ikke funnet in vivo. Dermed oppsto det plutonium-239 blir brukt til våpenformål. Denne prosessen av fisjon er essensen av alt kjernefysisk våpen og energi.

Fenomener som alfa-nedbrytning og betastråling, er formelen som undervises i skolen, som er utbredt i vår tid. På grunn av disse reaksjonene, er det atomkraftverk, og mange andre produksjon basert på kjernefysikk. Men ikke glem om radioaktivitet i mange av disse elementene. Når du arbeider med dem trenger spesiell beskyttelse, og overholdelse av alle sikkerhetstiltak. Ellers kan det føre til en uopprettelig katastrofe.