Альфа ыдырауы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

«ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ ЗЕРТТЕУ УНИВЕРСИТЕТІ»

КОММЕРЦИЯЛЫҚ ЕМЕС АКЦИОНЕРЛІК ҚОҒАМЫ

«ВЕТЕРИНАРИЯ» ФАКУЛЬТЕТІ

«ВЕТЕРИНАРИЯЛЫҚ САНИТАРИЯЛЫҚ САРАПТАУ ЖӘНЕ ГИГИЕНА» КАФЕДРАСЫ

Тақырыбы: «Ядролық түрленудің түрлері»

Дайындаған : Сабыр А.

Топ: ВС-315

Тексерген : Турабеков М. Р.

Алматы 2021

Жоспар

I. Кіріспе

а) Ядролық түрленудің түрлері

II. Негізгі бөлім

а) Ядролық түрленудің сипаттамасы

III. Қорытынды.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі.

I. Кіріспе

а) Ядролық түрленудің түрлері

Атомдардың ядролары тұрақты, бірақ протондар мен нейтрондардың белгілі бір қатынасы бұзылған кезде олардың күйін өзгертеді. Жеңіл ядроларда протондар мен нейтрондар шамамен бірдей болуы керек. Егер ядрода протондар немесе нейтрондар тым көп болса, онда мұндай ядролар тұрақсыз және өздігінен радиоактивті қайта құруларға ұшырайды, нәтижесінде ядро құрамы өзгереді, сондықтан бір элементтің атом ядросы басқа элементтің Атом ядросына айналады. Бұл процесте ядролар радиоактивті сәуле шығарады.

Ядролық түрлендірудің немесе радиоактивті ыдыраудың келесі түрлері бар:

альфа ыдырауы,
бета ыдырауы (электронды, позитронды),
электронды түсіру,
ішкі конверсия.

Альфа ыдырауы. Бұл тұрақсыз элементтің ядросынан гелий атомының ядросы болып табылатын альфа бөлшегінің шығарылуымен бірге жүреді. Альфа бөлшегі ұшып бара жатқанда, ядро екі протон мен екі нейтронды жоғалтады және басқа ядроға айналады, онда протондар саны (ядро заряды) 2-ге, ал бөлшектер саны (массалық сан) 4-ке азаяды. Демек, Радиоактивті ыдырау кезінде фаянс пен Содди (1913) тұжырымдаған ығысу (ығысу) ережесіне сәйкес альфа ыдырауы кезінде пайда болған элемент (қыз) бастапқы (аналық) элементке қатысты сол жаққа д. и. периодтық жүйесінің екі жасушасына ауысады.

Менделеев. Альфа ыдырау процесін келесідей елестетуге болады:

мұндағы X - бастапқы ядроның символы; Y-ыдырау өнімі ядросының символы; Q-энергияның артық мөлшері.

Мысалы,

Альфа ыдырауы-ауыр ядролардың өте кең таралған ядролық түрленуі; қазіргі уақытта ядролардың 160-тан астам альфа белсенді түрлері белгілі. Реттік нөмірі 82-ден асатын ядролар (RB үшін Z-- 82), сирек жағдайларды қоспағанда, альфа белсенді, ал 82-ден кіші Z альфа ыдырауына қатысты тұрақты.

Бета ыдырауы. Бірқатар табиғи және жасанды радиоактивті элементтер электрондардың шығарылуымен ыдырайды. Кейбір жасанды радиоактивті изотоптарда позитрондардың шығарылуымен ыдырау байқалады. Ядролар шығаратын электрондар мен Позитрондар бета бөлшектер немесе бета сәулелену деп аталады, ал ядролардың өзі бета-Белсенді деп аталады. Электронды және позитронды ыдыраудың ұқсастығына байланысты ыдыраудың бұл екі түрі бета ыдырауы деп аталады.

Егер ядрода артық нейтрондар болса (ядроның" нейтронды шамадан тыс жүктелуі"), онда электронды?-- ыдырау, онда нейтрондардың бірі Протонға айналады, ал ядро электрон мен антинейтрино шығарады.

Электрондық ыдырау теңдеумен сипатталады

Бұл ыдырау кезінде ядро заряды және сәйкесінше элементтің атомдық саны бірлікке артады (яғни, еншілес элемент д. и. Менделеевтің периодтық жүйесінде түпнұсқадан оңға қарай бір санға ауысады), ал массалық сан өзгеріссіз қалады.

Электрондық бета ыдырауы көптеген табиғи және жасанды түрде алынған радиоактивті элементтерге тән. Бета ыдырауының мысалы ретінде калий изотопының кальцийге айналуы мүмкін:

Егер ядродағы нейтрондар мен протондардың қолайсыз қатынасы протондардың артық болуына байланысты болса, онда позитрон пайда болады (?+ ) ядро позитронды шығаратын ыдырау (электрон сияқты масса, бірақ + 1 заряды бар бөлшек) және нейтрино, ал протондардың бірі нейтронға айналады:

Позитронды ыдырауды теңдеу арқылы жазуға болады

Ядроның заряды және сәйкесінше элементтің атомдық саны бір-біріне азаяды, ал еншілес элемент д. и. Менделеевтің периодтық жүйесінде ананың сол жағындағы бір санға орын алады; массалық сан өзгеріссіз қалады. Позитрондық ыдырау кейбір жасанды түрде алынған изотоптарда байқалады. Мысалы, кремний түзетін фосфор изотопының ыдырауы

Ядродан шыққан Позитрон атомның қабығынан "артық "электронды үзеді немесе бос электронмен әрекеттесіп, "позитрон-электрон" жұбын құрайды, ол бірден бөлшектердің массасына (E+ және E -) тең энергиясы бар екі гамма-квантқа айналады. "Позитрон-электрон" жұбын екі гамма-квантқа айналдыру процесі жою (жою) деп аталды, ал пайда болған электромагниттік сәуле-жою. Бұл жағдайда материяның бір формасы (зат бөлшектері) екіншісіне-гамма фотондарға айналады. Бұл кері реакцияның болуымен расталады-атом ядросының жанындағы күшті электр өрісінің әсерінен зат арқылы ұшып, жеткілікті жоғары энергиясы бар гамма-фотон "электрон-позитрон"жұпына айналатын будың пайда болу реакциясы.

Осылайша, позитронның ыдырауы нәтижесінде аналық атомнан тыс бөлшектер ұшып кетпейді, бірақ әрқайсысы 0, 511 МэВ энергиясы бар, бөлшектер-Позитрон мен электрон Е = 2тес2 = 0, 511 МэВ қалған массаның энергетикалық баламасына тең.

Электрондық түсіру. Ядроның түрленуі электронды басып алу арқылы жүзеге асырылуы мүмкін, онда ядро протондарының бірі атом қабықтарының бірінен электронды алады, көбінесе оған жақын к қабатынан немесе L қабатынан аз (шамамен 100 есе) және нейтронға айналады. Мұндай процесс электронды К - немесе L-қармау деп аталады. Протон келесі реакцияға сәйкес нейтронға айналады:

Жаңа ядроның сериялық нөмірі бастапқы ядроның реттік нөмірінен аз болады, ал массалық сан өзгермейді. Д. И. Менделеев элементтерінің периодтық жүйесіндегі бала элементі аналық жасушаның сол жағына бір ұяшыққа бөлінеді. К-түсіру кезінде ядролардың өзгеруі келесі түрде жазылады:

Мысалы,

Түсірілген электронның К немесе L қабатында бос орын ядродан алыс орналасқан Атом қабығының қабаттарынан электронмен толтырылады. Артық энергия босаған кезде осындай көшу, испускается атомом түрінде характеристического рентгендік сәулелену. Атом әлі де электрлік бейтараптылықты сақтайды, өйткені ядродағы протондар саны бір-біріне азаяды.

Позитронды ыдырау және электронды ұстау, әдетте, тек жасанды радиоактивті изотоптарда байқалады.

Кейбір ядролар екі - үш жолмен ыдырауы мүмкін: альфа және бета ыдырауы арқылы және К-қармау арқылы, ыдыраудың үш түрін біріктіру арқылы. Мұндай жағдайларда түрлендірулер қатаң белгіленген арақатынаста жүзеге асырылады.

Мысалы,

Калийдің табиғи ұзақ өмір сүретін радиоизотопы (4019K; T= 1, 49 * 109 жыл), оның мөлшері радиоактивті емес калий қоспасында (3919k) 0, 0119% құрайды, электронды ыдырауға және K-ұстауға ұшырайды:

Мыс 6429си изотопында никельге айналу позитронды ыдырау және K-қармау, ал мырышқа-электронды ыдырау арқылы жүзеге асырылады:

Ішкі конверсия. Атом ядросының қозған күйі (белгілі бір ядролық конверсия нәтижесінде) ондағы артық энергияның болуын көрсетеді. Қозған ядро аз энергия күйіне (қалыпты күйге) гамма-квант шығару немесе кез-келген бөлшекті шығару арқылы ғана емес, сонымен қатар ішкі конверсия немесе электронды-позитрондық жұптарды қалыптастыру арқылы ауыса алады.

Ішкі конверсия құбылысы-ядро қозу энергиясын ішкі қабаттардың электрондарының біріне (K-, L - немесе m-қабаты) береді, нәтижесінде ол атомнан тыс шығарылады (шығарылады) . Мұндай электрондар ішкі конверсия электрондары деп аталады. Сондықтан конверсия электрондарының шығуы ядроның қабық электрондарымен тікелей электромагниттік әрекеттесуіне байланысты. Конверсиялық электрондар үздіксіз спектр беретін бета ыдырау электрондарына қарағанда сызықтық энергия спектріне ие.

Егер қозу энергиясы 1, 022 МэВ-ден асып кетсе, онда ядроның қалыпты күйге ауысуы "электрон-позитрон" жұбының сәулеленуімен, содан кейін олардың жойылуымен бірге жүруі мүмкін.

Ішкі конверсия болғаннан кейін атомның электронды қабығында жыртылған конверсия электронының "бос" орны пайда болады. Алыстағы қабаттардан (жоғары энергия деңгейлерінен) электрондардың бірі өзіне тән рентген сәулесін шығарумен "бос" жерге кванттық ауысуды жүзеге асырады.

Көптеген изотоптардың ядролары нуклондар арасындағы байланыс энергиясының бұзылуына байланысты тұрақсыз болады. Артық энергияға ие бола отырып, мұндай ядролар өздігінен радиоактивті қайта құруларға ұшырайды, нәтижесінде олардың бастапқы құрамы өзгереді. Аналық элемент атомының ядросы жаңа физика-химиялық қасиеттері бар басқа (қыз) атомның ядросына айналады. Тұрақсыз ядролардың тұрақты күйге ауысуы α-, β - және γ-сәулеленулермен бірге жүреді.

Ядролық қайта құрудың үш түрі бар:

1) α-ыдырау. Альфа ыдырау теориясын 1928 жылы кеңестік (содан кейін американдық) физик Джордж (Джордж) Гамов, ағылшын ғалымы Р. Гурни және американдық физик Эдвард Кондон дербес жасаған.

Бұл түрде α-бөлшектердің ағыны болып табылатын тұрақсыз атомның ядросы сәуле шығарады. 2P және 2n альфа бөлшегінің жоғалуына байланысты аналық элементтің ядросы қыз ядросына айналады, онда заряд (реттік сан) 2 - ге, ал массалық сан 4 бірлікке азаяды.

Мысалы: 88ra226 ® 2he4+ 86rn222 + Q

Α-ыдырау нәтижесінде тұрақсыз ядросы бар Қыз элементі пайда болуы мүмкін. Бұл жағдайда ол қайтадан α немесе ыдыраудың басқа түріне ұшырайды.

Негізінен альфа ыдырауы табиғи және жасанды шыққан ауыр элементтердің көпшілігінде байқалады. Негізінен периодтық жүйенің соңында, қорғасынның артында орналасқан 200-ден астам α-белсенді ядролар белгілі, олар Протонды ядролық қабықшаны Z=82 толтырумен аяқталады.

2) β-ыдырау. Бұл түрі жеңіл және орташа массалық ядроларда кездеседі. Бұл жағдайда β + (позитрон) және β- (электронды) ыдырау болады. Бета ыдырауы периодтық жүйенің барлық бөліктерінің элементтерінде болады. Β-айналу үрдісі бірқатар изотоптарда изотоптың ең жоғары тұрақтылығына жауап беретін мөлшермен салыстырғанда нейтрондардың немесе протондардың артық болуы салдарынан туындайды. Периодтық жүйенің барлық элементтерінің ең ауыр элементтерінен басқа 1500 β-радиоактивті изотоптары белгілі (Z ≥ 102)

Позитрондық ыдырау нейтрондардың саны тұрақты изотоптардың ядроларына қарағанда аз болатын элементтердің ядроларымен жүреді. Бұл жағдайда протондардың бірі нейтронға, позитронға және нейтриноға айналады. Нейтрон еншілес элементтің ядросында қалады, ал позитрон мен нейтрино одан шығады.

Сондықтан, бұл жағдайда құрылған элементтің жаңа ядросында бірдей атом массасы бар бір протон аз және бір нейтрон көп болады.

Мысалы: 6c11 ® 5B11 + e+ +υ + Q

Ыдыраудың бұл түрі N13, O15, F18, Na22, Co56, 58 және басқаларында да байқалады.

Позитрондарды 1932 жылы американдық физик Карл Андерсон ғарыштық сәулелер ағынында ашты (физика бойынша Нобель сыйлығы, 1936) .

Позитрон тұрақты, бірақ Электрон аннигиляциясына байланысты затта аз ғана уақыт болады. Мысалы, қорғасында Позитрондар орташа есеппен 5×10-11 секундта жойылады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.