Бета — распад

Если радиоактивный изотоп испускает электрон в^- —, то в дочернем ядре массовое число, А не изменяется, а порядковый номер Z увеличивается на единицу.

Рис. 12. Бета распад изотопа калия.

Сплошной спектр энергий в^- — частиц наблюдается и у всех других в^- — излучателей.

Паули предположил, что при в^- — распаде, кроме электрона испускается еще другая частица — нейтрино (н), которая не имеет электрического заряда и массы покоя.

. Энергия в^- — распада распределяется между дочерним ядром, электроном и нейтрино. Две трети энергии уносит нейтрино, что совпадает с данными опыта.

₁₉К⁴⁰ > ₂₀Са⁴⁰ + в^- + н + 1,35 МэВ Излучение в^- — частиц и нейтрино связано с распадом нейтрона:

n > p + в^- + н Нейтрон в свободном состоянии радиоактивен с периодом полураспада 12,0 мин.

Если в ядре недостаточное количество нейтронов, то при определенных энергетических условиях наблюдается в⁺ — распад, который связан с превращением в ядре протона p в нейтрон n.

p > n + в⁺ + н Положительно заряженный электрон (позитрон) имеет массу, равную массе электрона:

₆С¹¹ > ₅В¹¹ + в⁺ + н Энергетический спектр в⁺ — частиц является сплошным спектром. Энергетическое условие, при котором возможен в^- — распад:

М_Я(Z, A) c² = М_Я(Z +1,A)c² + m_ec² + E.

Слева записана энергия покоя материнского ядра, справа — энергия продуктов распада. Масса ядра:

М (Z, A) = М (Z +1,A) + E/c²

Позитронный распад возможен в случае, если масса материнского изотопа равна и превышает массу дочернего изотопа на две электронных.

Если эта разность лежит в пределах от нуля до 2m_e , то переход протона в нейтрон происходит путем захвата ядром электрона самой близкой К — оболочки. Этот процесс называют К — захватом.

При Кзахвате, также как и в в⁺ — распаде, заряд ядра уменьшается на единиц и испускается нейтрино:

₄Be⁷ + в^- > ₃Li⁷ + н или.

₄Be⁷ ₃Li⁷

К — захват сопровождается характеристическим рентгеновским излучением, которое связано с переходами в атоме после удаления электрона с К — оболочки.

Ядерная изомерия

Ядра некоторых радиоактивных элементов, содержащие одинаковое число нейтронов и протонов, обладают различными радиоактивными свойствами. Такие ядра называют изомерами.

Свойство изомерии наблюдается у тех изотопов, ядра которых могут длительное время существовать в возбужденном состоянии (метастабильные состояния).

Рис. 13. Схема образования изомеров брома.