Atomska struktura: šta je neutron? Mjerenja životnog vijeka neutrona različitim metodama se još uvijek razlikuju.Šta je neutron?

Masa neutrona može se odrediti na različite načine. Prvo određivanje m n je napravio Chadwick mjerenjem energije jezgara trzanja nastalih sudarom neutrona sa jezgrima vodika i dušika. Ova metoda nam je omogućila da utvrdimo samo da je masa neutrona približno jednaka masi protona.

Neutron nema naboj, stoga uobičajene metode za određivanje mase atoma (masena spektroskopija, hemijske metode) nisu primjenjive na neutron. Sva mjerenja mase neutrona bazirana su na metodi za analizu energetskog bilansa različitih nuklearnih reakcija koje uključuju neutrone. Ubrzo nakon otkrića neutrona, 11 B(α,n) 14 N i 7 Li(α,n) 10 B korišteni su za određivanje njegove mase.

Trenutno je razlika u masama protona i neutrona prilično precizno određena endoenergetskom reakcijom 3 H+p→n+ 3 He i metodom zasnovanom na mjerenju razlike u masama deuterona i molekula vodonika, kao i kao energija vezivanja deuterona. Za reakciju 3 H(p,n) 3 He, zakon održanja energije može se zapisati kao

gdje je Q energija reakcije, a oznake atoma i čestica treba shvatiti kao njihovu energiju mirovanja. Korištenje relacije za reakcijsku energiju

Q=(m 2 /(m 1 +m 2))*E T *(1-0.5(m 2 E T /((m 1 +m 2) 2 *c 2))), (2)

Gdje su m 1 i m 2 mase protona i tritona. Pronađena je vrijednost Q=-(763,77±0,08) keV.

Razlika između masa neutrona i atoma vodika može se dobiti poznavanjem maksimalne energije β -čestice E β tokom raspada tricijuma:

(m n -M H)c 2 =E β (1+m 0 /m 3)-Q+E H, (3)

gdje je m 3 masa jezgra 3 He; m 0 – masa mirovanja elektrona; E H – energija vezivanja elektrona u atomu vodonika; M H je masa atoma vodika, a masa antineutrina se pretpostavlja da je nula. Usrednjavanjem poznatih podataka može se naći vrednost za E β (18,56 ± 0,05) keV. Kao rezultat, razlika između masa neutrona i protona ispada da je jednaka δm n - p = (1293,0±0,1) keV.

Jedna od najpreciznijih metoda temelji se na korištenju reakcije radijacijskog hvatanja toplinskih neutrona protonima:

Ako je proton stacionaran, onda postoji zakon održanja energije za ovu reakciju

Tn, Td - kinetičke energije neutrona i protona. Pri T n ≈ 0 (na primjer, za termičke neutrone kinetička energija Tn = 0,025 eV) kinetička energija neutrona se može zanemariti. Na osnovu zakona održanja impulsa za kinetičku energiju deuterona, možemo dobiti sljedeći izraz; . Trenutno je energija γ kvanta mjerena sa velikom preciznošću E γ = 2223,25 keV. Energija vezivanja deuterona. Mase protona i deuterona m d I m str mjereno sa dobrom preciznošću pomoću masenog spektrometra, procjena daje vrijednost Td = 1,3 keV. Odavde možemo izračunati masu neutrona. Najtačnija vrijednost mase neutrona je (1981): m n = 939,5731(27) MeV. Greška u posljednje dvije cifre je naznačena u zagradama.

Masa neutrona je 1,293 MeV veća od mase protona. Stoga je neutron β -aktivna čestica sa životnim vijekom od 885,4 sekunde. U slobodnom stanju, neutrona praktično nema, osim male količine proizvedene pod uticajem kosmičkih zraka.

Proces β-raspada slobodnog neutrona može se predstaviti kao:

Ovaj proces je energetski moguć, jer je ukupna masa čestica uključenih u desnu stranu jednačine manja od mase neutrona. U modelu kvarka, raspad neutrona je posljedica fundamentalnijeg procesa transformacije d-kvarka: d→u+e - + . Proučavanje β-raspada slobodnog neutrona omogućava dobijanje informacija o slaboj interakciji odgovornoj za njegov raspad. Istovremeno, činjenica da se proučava raspad elementarne čestice omogućava da se riješimo utjecaja nuklearnih efekata na proces raspadanja.

Mjerenje životnog vijeka neutrona u odnosu na β raspad daje vrijedne informacije za fiziku slabih interakcija, astrofiziku i kosmologiju. U kosmologiji, vrijeme poluraspada neutrona je direktno povezano sa brzinom stvaranja helijuma u početnom periodu postojanja Univerzuma. Poznavanje vremena poluraspada neutrona je neophodno za pravilno razumijevanje fizičkih procesa koji se dešavaju na Suncu.

Električni naboj neutrona sa ogromnim stepenom tačnosti (~10 -20 e, e- naelektrisanje elektrona) je nula. Magnetski moment neutrona različit od nule ukazuje na njegovu unutrašnju strukturu. Za proučavanje strukture nukleona potrebno je da de Broglieova talasna dužina (λ = 2 ć/p) sondirajućih čestica bude mala u odnosu na veličinu nukleona. Pokazalo se da je moguće ispuniti ove uslove rasipanjem brzih elektrona (~100 MeV) na nukleonima.

Neutron može imati dipolni moment. Ovo je moguće ako invarijantnost u pogledu vremenskog preokreta ne postoji u prirodi.

Iako je neutron općenito neutralan, on ima složenu unutarnju raspodjelu naboja, što se očituje u interakciji neutrona s elektronima.

Možemo rezimirati prvo poglavlje.

Neutron je neutralna (z = 0) Diracova čestica sa spinom i negativnim magnetskim momentom (u jedinicama nuklearnog magnetskog momenta), koja uglavnom određuje elektromagnetsku interakciju neutrona. Baš kao i proton, neutronu je dodijeljen jedinični barionski naboj Y n = +1 i pozitivan paritet P n =+1.

Masa neutrona je m n = 1,00866491578 ± 0,00000000055 amu = 939,56633 ± 0,00004 MeV, što je 1,2933318 ± 0,0000005 MeV više od mase protona. U tom smislu, neutron je β - radioaktivna čestica. Sa životnim vremenom τ = 885,4 ± 0,9 (stat.) ± 0,4 (sist.) sek. raspada se prema šemi (7). Evo podataka iz 2000.

Šta je neutron? Koja je njegova struktura, svojstva i funkcije? Neutroni su najveće čestice koje sačinjavaju atome, gradivne blokove sve materije.

Atomska struktura

Neutroni se nalaze u jezgru, gustom području atoma također ispunjenom protonima (pozitivno nabijene čestice). Ova dva elementa drži zajedno sila koja se zove nuklearna. Neutroni imaju neutralni naboj. Pozitivni naboj protona se poklapa s negativnim nabojem elektrona kako bi se stvorio neutralni atom. Iako neutroni u jezgri ne utiču na naboj atoma, oni i dalje imaju mnoga svojstva koja utiču na atom, uključujući nivo radioaktivnosti.

Neutroni, izotopi i radioaktivnost

Čestica koja se nalazi u jezgru atoma je neutron koji je 0,2% veći od protona. Zajedno čine 99,99% ukupne mase istog elementa i mogu imati različit broj neutrona. Kada naučnici govore o atomskoj masi, oni misle na prosječnu atomsku masu. Na primjer, ugljik obično ima 6 neutrona i 6 protona s atomskom masom od 12, ali ponekad se može naći i sa atomskom masom od 13 (6 protona i 7 neutrona). Ugljik s atomskim brojem 14 također postoji, ali je rijedak. Dakle, atomska masa za ugljenik je u proseku 12,011.

Kada atomi imaju različit broj neutrona, nazivaju se izotopi. Naučnici su pronašli načine da dodaju ove čestice u jezgro kako bi stvorili veće izotope. Sada dodavanje neutrona ne utiče na naboj atoma jer oni nemaju naboj. Međutim, oni povećavaju radioaktivnost atoma. To može rezultirati vrlo nestabilnim atomima koji mogu ispuštati visoke nivoe energije.

Šta je jezgro?

U hemiji, jezgro je pozitivno nabijeno središte atoma, koje se sastoji od protona i neutrona. Riječ "jezgro" dolazi od latinskog nucleus, što je oblik riječi koja znači "oraš" ili "jezgro". Termin je 1844. skovao Michael Faraday da opiše centar atoma. Nauke koje se bave proučavanjem jezgra, proučavanjem njegovog sastava i karakteristika, nazivaju se nuklearna fizika i nuklearna hemija.

Jaka nuklearna sila drži zajedno protone i neutrone. Elektroni su privučeni jezgrom, ali se kreću tako brzo da se njihova rotacija događa na određenoj udaljenosti od centra atoma. Nuklearni naboj sa znakom plus dolazi od protona, ali šta je neutron? Ovo je čestica koja nema električni naboj. Gotovo sva težina atoma sadržana je u jezgri, budući da protoni i neutroni imaju mnogo veću masu od elektrona. Broj protona u atomskom jezgru određuje njegov identitet kao elementa. Broj neutrona pokazuje koji je izotop elementa atom.

Veličina atomskog jezgra

Jezgro je mnogo manje od ukupnog prečnika atoma jer elektroni mogu biti dalje od centra. Atom vodonika je 145.000 puta veći od svog jezgra, a atom uranijuma je 23.000 puta veći od njegovog centra. Jezgro vodika je najmanje jer se sastoji od jednog protona.

Raspored protona i neutrona u jezgru

Proton i neutroni se obično prikazuju kao spakovani zajedno i ravnomjerno raspoređeni u sfere. Međutim, ovo je pojednostavljenje stvarne strukture. Svaki nukleon (proton ili neutron) može zauzeti određeni energetski nivo i raspon lokacija. Dok jezgro može biti sferno, može biti i kruškolikog, sfernog ili diskastog oblika.

Jezgra protona i neutrona su barioni, koji se sastoje od najmanjih zvanih kvarkovi. Privlačna sila ima veoma kratak domet, tako da protoni i neutroni moraju biti veoma blizu jedan drugom da bi bili vezani. Ova snažna privlačnost pobjeđuje prirodnu odbojnost nabijenih protona.

Proton, neutron i elektron

Snažan poticaj u razvoju takve nauke kao što je nuklearna fizika bilo je otkriće neutrona (1932). Za to treba zahvaliti engleskom fizičaru koji je bio Rutherfordov učenik. Šta je neutron? Ovo je nestabilna čestica koja se u slobodnom stanju može raspasti na proton, elektron i neutrino, takozvanu neutralnu česticu bez mase, za samo 15 minuta.

Čestica je dobila ime jer nema električni naboj, neutralna je. Neutroni su izuzetno gusti. U izolovanom stanju, jedan neutron će imati masu od samo 1,67·10 - 27, a ako uzmete kašičicu gusto nabijenu neutronima, dobijeni komad materije će težiti milionima tona.

Broj protona u jezgru elementa naziva se atomski broj. Ovaj broj daje svakom elementu njegov jedinstveni identitet. U atomima nekih elemenata, kao što je ugljik, broj protona u jezgrima je uvijek isti, ali broj neutrona može varirati. Atom danog elementa sa određenim brojem neutrona u jezgri naziva se izotop.

Jesu li pojedinačni neutroni opasni?

Šta je neutron? Ovo je čestica koja je, zajedno sa protonom, uključena u. Međutim, ponekad mogu postojati i same. Kada su neutroni izvan jezgri atoma, oni stječu potencijalno opasna svojstva. Kada se kreću velikom brzinom, proizvode smrtonosno zračenje. Takozvane neutronske bombe, poznate po svojoj sposobnosti da ubijaju ljude i životinje, imaju minimalan učinak na nežive fizičke strukture.

Neutroni su veoma važan deo atoma. Velika gustina ovih čestica, u kombinaciji sa njihovom brzinom, daje im ekstremnu razornu moć i energiju. Kao rezultat toga, oni mogu promijeniti ili čak razdvojiti jezgre atoma koje udare. Iako neutron ima neto neutralni električni naboj, on se sastoji od nabijenih komponenti koje se međusobno poništavaju u odnosu na naboj.

Neutron u atomu je sićušna čestica. Kao i protoni, oni su premali da bi se mogli vidjeti čak i elektronskim mikroskopom, ali su tu jer je to jedini način da se objasni ponašanje atoma. Neutroni su veoma važni za stabilnost atoma, ali izvan njegovog atomskog centra ne mogu postojati dugo i raspadaju se u proseku za samo 885 sekundi (oko 15 minuta).

Prvo poglavlje. SVOJSTVA STABILNIH JEZGRA

Gore je već rečeno da se jezgro sastoji od protona i neutrona vezanih nuklearnim silama. Ako mjerimo masu jezgra u jedinicama atomske mase, ona bi trebala biti bliska masi protona pomnoženoj cijelim brojem koji se zove maseni broj. Ako je naboj jezgra maseni broj, to znači da jezgro sadrži protone i neutrone. (Broj neutrona u jezgru obično se označava sa

Ova svojstva kernela se odražavaju u simboličkoj notaciji, koja će se koristiti kasnije u formi

gdje je X naziv elementa čijem atomu pripada jezgro (na primjer, jezgra: helijum - , kiseonik - , gvožđe - uranijum

Glavne karakteristike stabilnih jezgara uključuju: naboj, masu, radijus, mehanički i magnetni momenti, spektar pobuđenih stanja, paritet i kvadrupolni moment. Radioaktivna (nestabilna) jezgra se dodatno odlikuju životnim vijekom, vrstom radioaktivnih transformacija, energijom emitiranih čestica i nizom drugih posebnih svojstava, o kojima će biti riječi u nastavku.

Prije svega, razmotrimo svojstva elementarnih čestica koje čine jezgro: protona i neutrona.

§ 1. OSNOVNE KARAKTERISTIKE PROTONA I NEUTRONA

Težina. U jedinicama mase elektrona: masa protona, masa neutrona.

U jedinicama atomske mase: masa protona, masa neutrona

U energetskim jedinicama, masa mirovanja protona je masa mirovanja neutrona.

Električno punjenje. q je parametar koji karakterizira interakciju čestice s električnim poljem, izražen u jedinicama naboja elektrona gdje je

Sve elementarne čestice nose količinu električne energije jednaku ili 0 ili Naboj protona Naboj neutrona je nula.

Spin. Spinovi protona i neutrona su jednaki, obje čestice su fermioni i pokoravaju se Fermi-Diracovoj statistici, a time i Paulijevom principu.

Magnetski trenutak. Ako masu protona zamijenimo formulom (10), koja određuje magnetni moment elektrona umjesto mase elektrona, dobićemo

Količina se naziva nuklearni magneton. Po analogiji s elektronom moglo bi se pretpostaviti da je spin magnetni moment protona jednak. Međutim, iskustvo je pokazalo da je vlastiti magnetni moment protona veći od nuklearnog magnetona: prema modernim podacima

Osim toga, pokazalo se da nenabijena čestica - neutron - također ima magnetni moment koji je različit od nule i jednak

Prisustvo magnetnog momenta u neutronu i tako velika vrijednost magnetnog momenta u protonu protivreče pretpostavkama o tačkastoj prirodi ovih čestica. Brojni eksperimentalni podaci dobiveni posljednjih godina pokazuju da i proton i neutron imaju složenu nehomogenu strukturu. U središtu neutrona nalazi se pozitivan naboj, a na periferiji negativan naboj jednake veličine raspoređen u volumenu čestice. Ali budući da je magnetski moment određen ne samo veličinom struje koja teče, već i površinom koju ona pokriva, magnetni momenti stvoreni njima neće biti jednaki. Prema tome, neutron može imati magnetni moment dok općenito ostaje neutralan.

Međusobne transformacije nukleona. Masa neutrona je 0,14% veća od mase protona ili 2,5 puta veća od mase elektrona,

U slobodnom stanju, neutron se raspada na proton, elektron i antineutrino: njegov prosječni životni vijek je blizu 17 minuta.

Proton je stabilna čestica. Međutim, unutar jezgre može se pretvoriti u neutron; u ovom slučaju reakcija se odvija prema shemi

Razlika u masama čestica s lijeve i desne strane kompenzira se energijom koju protonu daju drugi nukleoni u jezgru.

Proton i neutron imaju iste okrete, gotovo iste mase i mogu se transformirati jedan u drugi. Kasnije će se pokazati da su nuklearne sile koje djeluju između ovih čestica u parovima također identične. Stoga se zovu zajedničkim imenom - nukleon i kažu da nukleon može biti u dva stanja: proton i neutron, koji se razlikuju po svom odnosu prema elektromagnetnom polju.

Neutroni i protoni međusobno djeluju zbog postojanja nuklearnih sila koje su neelektrične prirode. Nuklearne sile duguju svoje poreklo razmeni mezona. Ako prikažemo ovisnost potencijalne energije interakcije između protona i niskoenergetskog neutrona o udaljenosti između njih, tada će otprilike izgledati kao grafikon prikazan na Sl. 5, a, odnosno ima oblik potencijalnog bunara.

Rice. 5. Zavisnost energije potencijalne interakcije od udaljenosti između nukleona: a - za parove neutron-neutron ili neutron-proton; b - za par proton-proton

Jedinica za atomsku masu
Jedinica za atomsku masu

Jedinica za atomsku masu (a.u.m. ili u) je jedinica mase jednaka 1/12 mase atoma izotopa ugljika 12 C, a koristi se u atomskoj i nuklearnoj fizici za izražavanje masa molekula, atoma, jezgara, protona i neutrona. 1 amu ( u) ≈ 1,66054 . 10 -27 kg. U nuklearnoj fizici i fizici čestica, umjesto mase m koristiti u skladu sa Einsteinovom relacijom E = mc 2 njegov energetski ekvivalent mc 2, a 1 elektronvolt (eV) i njegovi derivati ​​se koriste kao jedinica energije: 1 kiloelektronvolt (keV) = 10 3 eV, 1 megaelektronvolt (MeV) = 10 6 eV, 1 gigaelektronvolt (GeV) = 10 9 eV, 1 teraelektronvolt (TeV) = 10 12 eV, itd. 1 eV je energija koju dobiva jednostruko nabijena čestica (na primjer, elektron ili proton) kada prolazi kroz električno polje potencijalne razlike od 1 volta. Kao što je poznato, 1 eV = 1,6. 10 -12 erg = 1,6. 10 -19 J. U energetskim jedinicama
1 amu ( u)931,494 MeV. Mase protona (m p) i neutrona (m n). u jedinicama atomske mase i u jedinicama energije su kako slijedi: m p ≈ 1,0073 u≈ 938,272 MeV/ od 2, m n ≈ 1,0087 u≈ 939,565 MeV/s 2 . Sa tačnošću od ~1%, mase protona i neutrona jednake su jednoj jedinici atomske mase (1 u).

Veličine i mase atoma su male. Poluprečnik atoma je 10 -10 m, a poluprečnik jezgra je 10 -15 m. Masa atoma se određuje tako što se masa jednog mola atoma elementa podeli sa brojem atoma u 1 molu. (N A = 6,02·10 23 mol -1). Masa atoma varira u rasponu od 10 -27 ~ 10 -25 kg. Obično se masa atoma izražava u jedinicama atomske mase (amu). Za a.u.m. Uzima se 1/12 mase atoma ugljikovog izotopa 12 C.

Glavne karakteristike atoma su naboj njegovog jezgra (Z) i maseni broj (A). Broj elektrona u atomu jednak je naboju njegovog jezgra. Svojstva atoma određuju naboj njihovih jezgara, broj elektrona i njihovo stanje u atomu.

Osnovna svojstva i struktura jezgra (teorija sastava atomskih jezgara)

1. Atomska jezgra svih elemenata (osim vodonika) sastoje se od protona i neutrona.

2. Broj protona u jezgru određuje vrijednost njegovog pozitivnog naboja (Z). Z- redni broj hemijskog elementa u periodnom sistemu Mendeljejeva.

3. Ukupan broj protona i neutrona je vrijednost njegove mase, jer je masa atoma uglavnom koncentrisana u jezgru (99,97% mase atoma). Nuklearne čestice - protoni i neutroni - zajednički se nazivaju nukleoni(od latinske riječi nucleus, što znači "jezgro"). Ukupan broj nukleona odgovara masenom broju, tj. njegova atomska masa A zaokružena na najbliži cijeli broj.

Jezgra sa istim Z, ali drugačije A su pozvani izotopi. Jezgra koja, sa istim A imaju drugačije Z, su pozvani izobare. Ukupno je poznato oko 300 stabilnih izotopa kemijskih elemenata i više od 2000 prirodnih i umjetno proizvedenih radioaktivnih izotopa.

4. Broj neutrona u jezgru N može se naći iz razlike između masenog broja ( A) i serijski broj ( Z):

5. Karakterizira se veličina kernela radijus jezgra, što ima uslovno značenje zbog zamućenja granice jezgre.

Gustoća nuklearne materije je reda veličine 10 17 kg/m 3 i konstantna je za sva jezgra. Značajno premašuje gustine najgušćih običnih supstanci.

Teorija proton-neutrona omogućila je da se razriješe ranije nastale kontradikcije u idejama o sastavu atomskih jezgri i njihovom odnosu s atomskim brojem i atomskom masom.

Nuklearna energija vezivanja je određen količinom rada koji je potrebno obaviti da bi se jezgro podijelilo na sastavne nukleone bez prenošenja kinetičke energije na njih. Iz zakona održanja energije proizilazi da se prilikom formiranja jezgra mora osloboditi ista energija koja se mora potrošiti prilikom cijepanja jezgra na njegove sastavne nukleone. Energija vezivanja jezgra je razlika između energije svih slobodnih nukleona koji čine jezgro i njihove energije u jezgru.

Kada se jezgro formira, njegova masa se smanjuje: masa jezgra je manja od zbira masa njegovih nukleona. Smanjenje mase jezgra tokom njegovog formiranja objašnjava se oslobađanjem energije vezivanja. Ako W sv je količina energije oslobođena tokom formiranja jezgra, tada odgovarajuća masa Dm, jednaka

pozvao defekt mase i karakteriše smanjenje ukupne mase tokom formiranja jezgra iz njegovih sastavnih nukleona. Jedna jedinica atomske mase odgovara jedinica za atomsku energiju(a.u.e.): a.u.e.=931,5016 MeV.

Specifična nuklearna energija vezivanja w Energija vezivanja po nukleonu naziva se: w sv= . Magnituda w prosječno 8 MeV/nukleon. Kako se broj nukleona u jezgri povećava, specifična energija vezivanja se smanjuje.

Kriterij stabilnosti atomskih jezgara je omjer između broja protona i neutrona u stabilnom jezgru za date izobare. ( A= const).

Nuklearne sile

1. Nuklearna interakcija ukazuje da postoje posebne nuklearne snage, koji se ne svodi ni na jednu od vrsta sila poznatih u klasičnoj fizici (gravitacijske i elektromagnetne).

2. Nuklearne sile su sile kratkog dometa. Pojavljuju se samo na vrlo malim udaljenostima između nukleona u jezgru reda veličine 10-15 m. Dužina (1,5 x 2,2) 10-15 m se naziva raspon nuklearnih sila.

3. Nuklearne sile su otkrivene naplatiti nezavisnost: Privlačenje između dva nukleona je isto bez obzira na stanje naelektrisanja nukleona - protona ili nukleona. Nezavisnost naboja nuklearnih sila vidljiva je iz poređenja energija vezivanja u jezgra ogledala. Ovo je naziv za jezgre u kojima je ukupan broj nukleona isti, ali je broj protona u jednoj jednak broju neutrona u drugoj. Na primjer, jezgra helijuma teški vodonik tricijum - .

4. Nuklearne sile imaju svojstvo zasićenja, koje se manifestuje u činjenici da nukleon u jezgru interaguje samo sa ograničenim brojem susjednih nukleona koji su mu najbliži. Zbog toga postoji linearna zavisnost energija vezivanja jezgara od njihovog masenog broja (A). Gotovo potpuno zasićenje nuklearnih sila postiže se u a-čestici, koja je vrlo stabilna formacija.

Radioaktivnost, g-zračenje, a i b - raspad

1.Radioaktivnost je transformacija nestabilnih izotopa jednog hemijskog elementa u izotope drugog elementa, praćena emisijom elementarnih čestica, jezgara ili tvrdih rendgenskih zraka. Prirodna radioaktivnost nazvana radioaktivnost uočena u prirodnim nestabilnim izotopima. Veštačka radioaktivnost naziva se radioaktivnost izotopa dobivenih kao rezultat nuklearnih reakcija.

2. Tipično, sve vrste radioaktivnosti su praćene emisijom gama zračenja – tvrdog, kratkotalasnog elektrotalasnog zračenja. Gama zračenje je glavni oblik smanjenja energije pobuđenih produkata radioaktivnih transformacija. Jezgro koje prolazi radioaktivno raspadanje naziva se majčinski; u nastajanju podružnica jezgro se, po pravilu, pokaže pobuđenim, a njegov prelazak u osnovno stanje prati emisija g-fotona.

3. Alfa raspad naziva se emisija a-čestica od strane jezgara nekih hemijskih elemenata. Alfa raspad je svojstvo teških jezgara sa masenim brojevima A>200 i nuklearna punjenja Z>82. Unutar takvih jezgara dolazi do formiranja izolovanih a-čestica od kojih se svaka sastoji od dva protona i dva neutrona, tj. formira se atom elementa, pomaknut u tabeli periodnog sistema elemenata D.I. Mendeljejev (PSE) dvije ćelije lijevo od originalnog radioaktivnog elementa s masenim brojem manjim od 4 jedinice(Soddy-Faience pravilo):

4. Termin beta raspad odnosi se na tri vrste nuklearnih transformacija: elektronski(b-) i pozitronski(b+) raspada, kao i elektronsko hvatanje.

b-raspad se javlja pretežno u jezgrima relativno bogatim neutronima. U ovom slučaju, neutron jezgra se raspada na proton, elektron i antineutrino () sa nultim nabojem i masom.

Tokom b-raspada, maseni broj izotopa se ne mijenja, jer se ukupan broj protona i neutrona održava, a naboj se povećava za 1. Dakle, atom rezultirajućeg hemijskog elementa je pomaknut PSE za jednu ćeliju udesno od originalnog elementa, ali se njegov maseni broj ne mijenja(Soddy-Faience pravilo):

b+- raspad se uglavnom dešava u relativno bogatim protonima jezgrima. U ovom slučaju, proton jezgra se raspada na neutron, pozitron i neutrino ().

.

Tokom b+ raspada, maseni broj izotopa se ne mijenja, jer se ukupan broj protona i neutrona održava, a naboj se smanjuje za 1. Dakle, atom rezultirajućeg hemijskog elementa je pomaknut za PSE jednu ćeliju ulijevo od originalnog elementa, ali se njegov maseni broj ne mijenja(Soddy-Faience pravilo):

5. U slučaju hvatanja elektrona, transformacija se sastoji od nestanka jednog od elektrona u sloju najbližem jezgru. Proton, pretvarajući se u neutron, "hvata" elektron; Odatle dolazi pojam "elektronsko hvatanje". Elektronsko hvatanje, za razliku od b±-hvatanja, prati karakteristično rendgensko zračenje.

6. b-raspad se dešava u prirodno radioaktivnim kao i veštački radioaktivnim jezgrima; b+ raspad je karakterističan samo za fenomen vještačke radioaktivnosti.

7. g-zračenje: Kada je pobuđeno, jezgro atoma emituje elektromagnetno zračenje kratke talasne dužine i visoke frekvencije, koje je oštrije i prodornije od rendgenskih zraka. Kao rezultat, energija jezgra se smanjuje, ali maseni broj i naboj jezgra ostaju nepromijenjeni. Stoga se ne opaža transformacija kemijskog elementa u drugi, a jezgro atoma prelazi u manje pobuđeno stanje.