Phân rã alpha và phân rã beta là gì? Beta-phân rã, phân rã alpha: và phản ứng của công thức

Alpha và bức xạ beta thường được gọi là phân rã phóng xạ. Quá trình này, được phát ra từ các hạt nhân của các hạt hạ nguyên tử, có nguồn gốc ở tốc độ cao. Kết quả là, một nguyên tử hoặc đồng vị có thể được chuyển từ một nguyên tố hóa học khác. Alpha và beta phân rã của hạt nhân là đặc trưng của các yếu tố không ổn định. Chúng bao gồm tất cả các nguyên tử với một số phí lớn hơn 83 và một số khối lượng lớn hơn 209.

điều kiện phản ứng xảy ra

Decay, như biến đổi phóng xạ khác, là tự nhiên và nhân tạo. Cuối cùng là do đạt được cốt lõi của bất kỳ các hạt nước ngoài. Làm thế nào alpha và phân rã beta có thể phải trải qua nguyên tử - chỉ phụ thuộc vào cách sớm đạt được trạng thái ổn định.

Trong những trường hợp tự nhiên xảy ra sự phân rã alpha và beta-trừ.

In vitro hiện neutron, positron, proton và các loài hiếm hơn phân rã khác và sự biến đổi hạt nhân.

Những tên cho Ernest Rutherford, người đã nghiên cứu bức xạ.

Sự khác biệt giữa các hạt nhân ổn định và không ổn định

Khả năng phân rã phụ thuộc vào trạng thái của nguyên tử. Cái gọi là "ổn định" hoặc không phóng xạ cốt lõi đặc trưng nguyên tử Nonseparated. Về lý thuyết, quan sát những yếu tố có thể dẫn đến vô cùng, để cuối cùng đảm bảo sự ổn định của họ. Nó là cần thiết để tách hạt nhân không ổn định như vậy trong số đó có rất dài chu kỳ bán rã.

Do nhầm lẫn, một "chậm" nguyên tử có thể được thực hiện như là ổn định. Tuy nhiên nổi bật ví dụ có thể tellurium, và đặc biệt hơn, đồng vị của nó số 128, có một chu kỳ bán rã của 2,2 × 10 ^24. Trường hợp này không phải là độc đáo. Lantan-138 là đối tượng của một cuộc sống nửa, mà là một thuật ngữ khoảng 10 ^ ¹¹ năm. Thuật ngữ này là lớn hơn tuổi hiện tại của vũ trụ ba mươi lần.

Bản chất của phân rã phóng xạ

Quá trình này xảy ra một cách ngẫu nhiên. Mỗi phân rã hạt nhân phóng xạ tăng tốc độ, mà là hằng số đối với từng trường hợp. Tỷ lệ phân rã không thể thay đổi dưới ảnh hưởng của yếu tố bên ngoài. Không có vấn đề phản ứng sẽ xảy ra dưới ảnh hưởng của lực hấp dẫn khổng lồ, tại tuyệt đối không, trong lĩnh vực điện và từ tính, trong một phản ứng hóa học và vân vân. Ảnh hưởng quá trình này chỉ có thể là một tác động trực tiếp vào bên trong hạt nhân nguyên tử, đó là thực tế không thể. phản ứng tự phát và chỉ phụ thuộc vào nguyên tử, trong đó tiến hành, và tiểu bang nội bộ của mình.

Thuật ngữ "hạt nhân phóng xạ" là phổ biến khi đề cập đến phân rã phóng xạ. Những người không quen thuộc với nó, bạn nên biết rằng từ là một nhóm các nguyên tử, trong đó có đặc tính phóng xạ mà sở hữu số lượng khối lượng, số nguyên tử và tình trạng năng lượng.

nuclit phóng xạ khác nhau được sử dụng trong kỹ thuật, khoa học và các lĩnh vực hoạt động của con người. Ví dụ, các yếu tố dữ liệu y tế được sử dụng trong việc chẩn đoán bệnh, thuốc chữa bệnh, các công cụ và các mặt hàng khác. Thậm chí còn có một số Radiopreparat điều trị và tiên lượng.

Không kém phần quan trọng là việc xác định các đồng vị. Từ này được gọi là một loại đặc biệt của nguyên tử. Họ có cùng số nguyên tử là một yếu tố truyền thống, nhưng khác hơn số đại chúng. Nó gây ra bởi sự khác biệt này số lượng neutron mà không ảnh hưởng đến phí như proton và electron, nhưng sự thay đổi trọng lượng. Ví dụ, một hydrogen đơn giản có của họ toàn bộ 3. Đây là yếu tố duy nhất có tên đồng vị đã được phân công: các deuterium-tritium (chỉ phóng xạ) và con. Trong trường hợp khác, tên là phù hợp với trọng lượng nguyên tử và các yếu tố chính.

phân rã alpha

Đây là loại phản ứng phóng xạ. Đặc điểm của các yếu tố tự nhiên của thứ sáu và giai đoạn thứ bảy của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Đặc biệt đối với các yếu tố nhân tạo hoặc tính phóng xạ cao.

Thành phần có thể được phân rã alpha

Trong số các kim loại mà sự phân rã đặc trưng bao gồm thori, urani và các yếu tố khác của giai đoạn thứ sáu và thứ bảy của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, kể từ bismuth. Cũng phải chịu quá trình đồng vị của nguyên tố nặng.

Chuyện gì xảy ra trong phản ứng?

Khi phân rã alpha bắt đầu sự phát xạ của các hạt cốt lõi, bao gồm hai proton và neutron cặp. Sheer được giải phóng hạt nhân hạt của một nguyên tử helium, với các đơn vị khối 4 và 2 phụ trách.

Kết quả là, có một yếu tố mới, mà nằm ở bên trái của hai tế bào bắt đầu trong bảng tuần hoàn. Sự sắp xếp này được định nghĩa trong đó bắt đầu từ 2 proton nguyên tử bị mất và cùng với nó - phí ban đầu. Kết quả là, khối lượng của kết quả đồng vị 4 đơn vị khối lượng giảm so với tình trạng ban đầu.

ví dụ

Trong thời gian này từ sự phân rã của urani, thori hình thành. Thorium, radium xuất hiện, từ đó - radon, mà cuối cùng mang đến cho polonium, và cuối cùng - chì. Trong quá trình này có những đồng vị của những yếu tố này, và không phải bản thân họ. Do đó thu được uranium-238, thori-234, Radium-230, Radon-236 và trên lên đến sự xuất hiện của yếu tố ổn định. Công thức của phản ứng này là như sau:

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

phát thải hạt bị cô lập alpha tốc độ tại thời điểm 12-20 ngàn. Km / giây. Trong khi dưới chân không, một hạt như vậy sẽ có vòng toàn cầu trong 2 giây, di chuyển dọc theo đường xích đạo.

phân rã beta

Sự khác biệt giữa hạt này của electron - ở nơi xảy ra. Sự sụp đổ của các phiên bản beta xảy ra trong hạt nhân của nguyên tử và không phải là đám mây electron xung quanh nó. Phổ biến nhất của tất cả các biến đổi phóng xạ hiện có. Nó có thể được quan sát thấy trong nguyên tố hóa học gần như tất cả hiện đang tồn tại. Từ này nó sau đó mọi phần tử có ít nhất một dễ bị phân rã của các đồng vị. Trong hầu hết các trường hợp, như là kết quả của sự phân rã beta có phân rã beta trừ.

phản ứng

Khi quá trình phóng điện tử xảy ra hạt nhân phát sinh do chuyển đổi tự phát của một neutron trong một electron và một proton. Như vậy proton do khối lượng lớn hơn vẫn còn trong hạt nhân và electron, được gọi là beta-trừ hạt, để lại nguyên tử. Và bởi vì các proton đã tăng một, hạt nhân của nguyên tố này đang thay đổi một cách rầm rộ và quyền của bản gốc trong bảng tuần hoàn.

ví dụ

Sự sụp đổ của beta với kali-40 chuyển nó thành đồng vị canxi, mà nằm ở bên phải. Phóng xạ canxi scandium-47 trở thành 47, mà có thể biến thành một titan-47 ổn định. Nó trông giống như một phân rã beta? công thức:

Cà-47 -> Sc-47 -> Ti-47

tỷ lệ phát thải của chùm tia beta-hạt là 0,9 lần so với tỷ lệ 270.000. km / giây.

Trong tự nhiên, các nuclit beta-phát không phải là quá nhiều. Đáng kể trong số đó là khá nhỏ. Một ví dụ là một kali-40, mà trong hỗn hợp tự nhiên duy nhất 119/10000 chứa. Ngoài ra, hạt nhân phóng xạ tự nhiên beta-trừ-tích cực từ một số sản phẩm quan trọng là alpha và beta phân rã của uranium và thorium.

Tan rã beta là một ví dụ điển hình: thorium-234, đó là alpha phân rã được chuyển thành protactini-234, và sau đó trong cùng một cách thức trở thành uranium, nhưng đồng vị khác của mình theo số 234. Đây urani-234 một lần nữa do sự phân rã alpha trở nên thori nhưng nó có một loại khác nhau. Sau đó, điều này trở thành thorium-230 Radium-226, được chuyển đổi thành radon. Và trong cùng một chuỗi, lên đến tali, chỉ với các chuyển động khác nhau beta lại. Kết thúc phân rã này beta phóng xạ của sự xuất hiện của ổn định chì 206. Sự chuyển đổi này có công thức sau:

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

nuclit phóng xạ beta-hoạt động tự nhiên và quan trọng là K-40 và các yếu tố của tali vào uranium.

Sự sụp đổ của các beta-plus

Ngoài ra còn có một sự chuyển đổi beta-plus. Nó cũng được gọi là phân rã beta positron. Nó được phát ra từ các hạt cốt lõi gọi là positron. Kết quả là một sự biến đổi của các yếu tố khởi đầu đang đứng bên trái, trong đó có một số nhỏ hơn.

thí dụ

Khi một phân rã beta điện tử, magiê-natri 23 trở thành đồng vị ổn định. Phóng xạ europi-samari-150 trở thành 150.

Kết quả là phân rã beta phản ứng có thể tạo + beta và bức xạ beta. Tỷ lệ phát thải hạt trong cả hai trường hợp bằng 0,9 lần so với tốc độ của ánh sáng.

phân rã phóng xạ khác

Ngoài những phản ứng như phân hủy và alpha-beta-phân rã, công thức trong đó nổi tiếng, có khác, ít phổ biến và tiêu biểu cho quá trình hạt nhân phóng xạ nhân tạo.

phân rã neutron. Sự phát xạ của các hạt trung tính là 1 đơn vị khối lượng. Trong một đồng vị của ông được chuyển thành khác với một số khối lượng thấp hơn. Một ví dụ sẽ là việc chuyển đổi 9-lithium trong pin lithium-8-5 heli trong helium-4.

Sau khi chiếu xạ của tia gamma iốt-127 đồng vị là một đồng vị ổn định trở thành số 126 và mua lại phóng xạ.

Proton phân rã. Vô cùng hiếm. Trong khi nó xảy ra khí thải proton có một phụ trách +1, và 1 đơn vị khối lượng. trọng lượng nguyên tử trở nên nhỏ hơn một giá trị duy nhất.

Bất kỳ sự biến đổi phóng xạ, đặc biệt là phân rã phóng xạ, kèm theo giải phóng năng lượng dưới dạng tia gamma. Nó được gọi là tia gamma. Trong một số trường hợp, có bức xạ tia X có năng lượng thấp hơn.

Gamma phân rã. Nó đại diện cho thông lượng tia gamma. bức xạ điện từ là hơn cứng nhắc hơn so với chụp X-quang được sử dụng trong y học. Kết quả là tia gamma hoặc luồng năng lượng của hạt nhân nguyên tử. X-quang cũng là một solenoid, nhưng phát sinh từ vỏ electron của nguyên tử.

hạt Mileage alpha

hạt alpha với một khối lượng của đơn vị nguyên tử 4 và 2 phụ trách di chuyển rectilinearly. Bởi vì điều này, chúng ta có thể nói về quãng đường đi của các hạt alpha.

Giá trị phụ thuộc vào con đường ban đầu và năng lượng dao động 3-7 (đôi khi 13) cm trong không khí. Môi trường dày đặc là từ một trăm của một milimet. bức xạ như vậy không thể thâm nhập vào một tờ giấy, và da của con người.

Do trọng lượng riêng của mình và chịu trách nhiệm về các hạt alpha có ion hóa sức mạnh và phá hủy tất cả mọi thứ vĩ đại nhất trong con đường của mình. Về vấn đề này, alpha-nuclit phóng xạ nguy hiểm nhất đối với người và động vật khi tiếp xúc với sinh vật.

Khả năng thâm nhập của các hạt beta

Do số lượng khối lượng nhỏ, mà là nhỏ hơn 1836 lần so với một proton, và đo điện tích âm, bức xạ beta có ít ảnh hưởng đến chất, qua đó ruồi, nhưng hơn thế nữa, chuyến bay dài hơn. Ngoài ra, con đường hạt là không thẳng. Về vấn đề này, nó nói về sức mạnh thâm nhập, mà phụ thuộc vào năng lượng nhận được.

Khả năng thâm nhập của các hạt beta xảy ra trong quá trình phân rã phóng xạ trong không khí đạt 2,3 m trong chất lỏng được tính theo đơn vị inch và trong chất rắn - trong các phần phân đoạn của một centimet. bức xạ mô nhân lực thông qua 1,2 cm chiều sâu. Để bảo vệ chống bức xạ beta có thể đóng vai trò như một lớp nước đơn giản để dòng hạt 10 cm tại một năng lượng đủ cao của phân rã ở mức 10 MeV hầu hết hấp thụ lớp như: không khí - 4 m. nhôm - 2,2 cm; sắt - 7,55 mm; dẫn - 5.2 mm.

Với kích thước nhỏ của các hạt bức xạ beta có sức mạnh ion hóa thấp khi so sánh với các hạt alpha. Tuy nhiên, khi ăn, họ có nhiều nguy hiểm hơn trong các tiếp xúc bên ngoài.

Tỷ lệ thâm nhập cao nhất trong số tất cả các loại bức xạ hiện đang có một neutron và gamma. Chạy các bức xạ trong không khí đôi khi đạt đến hàng chục hoặc hàng trăm mét, nhưng với chỉ số ion hóa ít hơn.

Hầu hết các đồng vị năng lượng tia gamma không vượt quá giá trị của 1,3 MeV. Đôi khi đạt giá trị là 6,7 MeV. Về vấn đề này, để bảo vệ chống lại bức xạ như lớp được sử dụng bằng thép, bê tông và dẫn đến tỷ lệ suy giảm.

Ví dụ, để nới lỏng gấp mười lần của bức xạ gamma coban đòi hỏi độ dày che chắn dẫn khoảng 5 cm, đến một sự suy giảm 100 lần cần 9,5 cm Bảo vệ bê tông là 33 và 55 cm, và nước -. 70 và 115 cm.

Ion hóa số neutron phụ thuộc vào hiệu suất năng lượng của họ.

Trong mọi tình huống, phương pháp tốt nhất để bảo vệ chống lại bức xạ trở nên tạo khoảng cách tối đa từ các nguồn như trò tiêu khiển có thể và tối thiểu trong một khu vực bức xạ cao.

Chia nguyên tử hạt nhân

Bằng cách chia hạt nhân của các nguyên tử có nghĩa là một cách tự nhiên hoặc dưới ảnh hưởng của lõi phận neutron trong hai phần xấp xỉ bằng kích thước.

Hai phần là đồng vị phóng xạ của các nguyên tố với các phần chính của bảng của các yếu tố hóa học. Bắt đầu từ đồng để lanthanoids.

Trong tách phá vỡ một vài neutron thêm và có năng lượng dư thừa dưới dạng các tia gamma, mà là nhiều hơn so với sự phân rã phóng xạ. Vì vậy, khi một sự kiện xảy ra một phóng xạ tia gamma phân rã, và trong các hành vi phân chia xuất hiện 8,10 gamma lượng tử. Cũng bay ngoài các mảnh có một động năng lớn hơn chuyển giao cho hiệu suất nhiệt.

Các neutron phát hành có khả năng kích thích sự phân chia các cặp tương tự của lõi nếu chúng được đặt gần và neutron trong đó nhấn.

Trong mối liên hệ này có khả năng phân nhánh, phản ứng dây chuyền đẩy nhanh tách hạt nhân nguyên tử và tạo ra một lượng lớn năng lượng.

Khi một phản ứng dây chuyền như vậy được kiểm soát, nó có thể được sử dụng cho các mục đích cụ thể. Ví dụ, để sưởi ấm hoặc điện. các quá trình như vậy được thực hiện tại các nhà máy điện hạt nhân và lò phản ứng.

Nếu bạn bị mất quyền kiểm soát phản ứng, sự bùng nổ nguyên tử sẽ xảy ra. Giống như được sử dụng trong vũ khí hạt nhân.

chỉ có một yếu tố trong cơ thể - uranium chỉ có một phân hạch đồng vị số 235. Đó là một vũ khí.

Trong một uranium lò phản ứng hạt nhân thông thường từ urani-238 dưới ảnh hưởng của hình thức neutron mới đồng vị 239, và từ nó - plutonium, đó là nhân tạo và không tìm thấy trong cơ thể. Do đó nảy sinh các plutonium-239 được sử dụng cho các mục đích vũ khí. Quá trình phân hạch hạt nhân là bản chất của tất cả các vũ khí hạt nhân và năng lượng.

Hiện tượng như phân rã alpha và phân rã beta, công thức trong đó được dạy trong các trường học, trong đó phổ biến ở thời đại chúng ta. Do các phản ứng, có nhà máy điện hạt nhân, và nhiều sản khác dựa trên vật lý hạt nhân. Nhưng đừng quên về phóng xạ của nhiều yếu tố này. Khi bạn làm việc với họ cần bảo vệ đặc biệt, và phù hợp với tất cả các biện pháp an toàn. Nếu không, nó có thể dẫn đến một thảm họa không thể khắc phục.