Struktura atoma: što je neutron? Mjerenja vremena života neutrona različitim metodama još uvijek se razlikuju Što je neutron?

Masa neutrona može se odrediti na razne načine. Prvo određivanje m n napravio je Chadwick mjerenjem energije povratnih jezgri nastalih sudarom neutrona s jezgrama vodika i dušika. Ova metoda nam je omogućila da utvrdimo samo da je masa neutrona približno jednaka masi protona.

Neutron nema naboja, stoga uobičajene metode za određivanje mase atoma (spektroskopija mase, kemijske metode) nisu primjenjive na neutron. Sva mjerenja mase neutrona temeljena su na metodi za analizu energetske bilance 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 točno određena pomoću endoenergetske reakcije 3 H+p→n+ 3 He i metode koja se temelji na mjerenju razlike u masama deuterona i molekule vodika, kao i kao energija vezanja deuterona. Za reakciju 3 H(p,n) 3 He, zakon održanja energije može se napisati 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. Nađena 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 tijekom raspada tricija:

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

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

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

Ako je proton stacionaran, tada je zakon održanja energije za ovu reakciju

Tn, Td - kinetičke energije neutrona i protona. Pri T n ≈ 0 (na primjer, za toplinske neutrone kinetička energija Tn = 0,025 eV) kinetička energija neutrona može se zanemariti. Na temelju zakona o očuvanju količine gibanja za kinetičku energiju deuterona možemo dobiti sljedeći izraz; . Trenutno se energija γ kvanta mjeri s velikom točnošću E γ = 2223,25 keV. Energija vezanja deuterona. Mase protona i deuterona m d I m str izmjereno s dobrom točnošću pomoću masenog spektrometra, procjena daje vrijednost Td = 1,3 keV. Odavde možemo izračunati masu neutrona. Najtočnija vrijednost mase neutrona je (1981): m n = 939,5731(27) MeV. Pogreška u posljednje dvije znamenke navedena je u zagradama.

Masa neutrona je za 1,293 MeV veća od mase protona. Stoga je neutron β -aktivna čestica sa životnim vijekom od 885,4 sekunde. U slobodnom stanju neutrona praktički nema, osim male količine koja nastaje pod utjecajem kozmičkih zraka.

Proces β-raspada slobodnog neutrona može se prikazati kao:

Ovaj proces je energetski moguć, budući da je ukupna masa čestica uključenih u desnu stranu jednadžbe manja od mase neutrona. U kvarkovom modelu raspad neutrona posljedica je temeljnijeg procesa transformacije d-kvarka: d→u+e - + . Proučavanje β-raspada slobodnog neutrona omogućuje dobivanje informacija o slaboj interakciji odgovornoj za njegov raspad. Istodobno, činjenica da se proučava raspad elementarne čestice omogućuje oslobađanje od utjecaja nuklearnih učinaka na proces raspada.

Mjerenje životnog vijeka neutrona s obzirom na β raspad pruža vrijedne informacije za fiziku slabe interakcije, astrofiziku i kozmologiju. U kozmologiji je vrijeme poluraspada neutrona izravno povezano s brzinom stvaranja helija u početnom razdoblju postojanja Svemira. Poznavanje vremena poluraspada neutrona neophodno je za ispravno razumijevanje fizičkih procesa koji se odvijaju na Suncu.

Električni naboj neutrona s velikim stupnjem točnosti (~10 -20 e, e- naboj elektrona) je nula. Magnetski moment različit od nule neutrona ukazuje na njegovu unutarnju strukturu. Za proučavanje strukture nukleona potrebno je da de Broglieva valna duljina (λ = 2 ć/p) ispitivanih čestica bude mala u usporedbi s veličinom nukleona. Ispostavilo se da je moguće ispuniti ove uvjete korištenjem raspršenja brzih elektrona (~100 MeV) na nukleonima.

Neutron može imati dipolni moment. To je moguće ako u prirodi ne vrijedi invarijantnost u odnosu na vremenski obrat.

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

Možemo sažeti prvo poglavlje.

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

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

Što je neutron? Koja je njegova struktura, svojstva i funkcije? Neutroni su najveće čestice koje čine atome, građevne blokove sve materije.

Struktura atoma

Neutroni se nalaze u jezgri, gustom području atoma također ispunjenom protonima (pozitivno nabijenim česticama). Ova dva elementa drži zajedno sila koja se naziva nuklearna. Neutroni imaju neutralan naboj. Pozitivni naboj protona usklađuje se s negativnim nabojem elektrona kako bi se stvorio neutralni atom. Iako neutroni u jezgri ne utječu na naboj atoma, ipak imaju mnoga svojstva koja utječu na atom, uključujući razinu radioaktivnosti.

Neutroni, izotopi i radioaktivnost

Čestica koja se nalazi u jezgri 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 znanstvenici govore o atomskoj masi, misle na prosječnu atomsku masu. Na primjer, ugljik obično ima 6 neutrona i 6 protona s atomskom masom 12, ali ponekad se nalazi s atomskom masom 13 (6 protona i 7 neutrona). Ugljik s atomskim brojem 14 također postoji, ali je rijedak. Dakle, prosječna atomska masa ugljika iznosi 12,011.

Kada atomi imaju različit broj neutrona, nazivaju se izotopi. Znanstvenici su pronašli načine za dodavanje ovih čestica u jezgru kako bi stvorili veće izotope. Dodavanje neutrona ne utječe na naboj atoma jer oni nemaju naboj. Međutim, oni povećavaju radioaktivnost atoma. To može rezultirati vrlo nestabilnim atomima koji mogu ispuštati visoke razine energije.

Što je jezgra?

U kemiji, jezgra je pozitivno nabijeno središte atoma, koje se sastoji od protona i neutrona. Riječ "jezgra" dolazi od latinske riječi nucleus, što je oblik riječi koja znači "orah" ili "jezgra". Pojam je 1844. skovao Michael Faraday kako bi opisao središte atoma. Znanosti koje se bave proučavanjem jezgre, proučavanjem njezina sastava i karakteristika, nazivaju se nuklearna fizika i nuklearna kemija.

Protone i neutrone drži zajedno jaka nuklearna sila. Elektroni su privučeni jezgrom, ali se kreću tako brzo da se njihova rotacija događa na određenoj udaljenosti od središta atoma. Nuklearni naboj s predznakom plus dolazi od protona, ali što 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 atomskoj jezgri određuje njen identitet kao elementa. Broj neutrona pokazuje koji je izotop elementa atom.

Veličina atomske jezgre

Jezgra je puno manja od ukupnog promjera atoma jer elektroni mogu biti dalje od središta. Atom vodika je 145 000 puta veći od svoje jezgre, a atom urana 23 000 puta veći od svog središta. Jezgra vodika je najmanja jer se sastoji od jednog protona.

Raspored protona i neutrona u jezgri

Proton i neutroni obično se prikazuju kao zbijeni zajedno i ravnomjerno raspoređeni u sfere. Međutim, ovo je pojednostavljenje stvarne strukture. Svaki nukleon (proton ili neutron) može zauzeti određenu energetsku razinu i raspon lokacija. Iako jezgra može biti sferična, ona također može biti u obliku kruške, sferičnog oblika ili u obliku diska.

Jezgre protona i neutrona su barioni, koji se sastoje od najmanjih koji se nazivaju kvarkovi. Privlačna sila ima vrlo mali domet, pa protoni i neutroni moraju biti vrlo blizu jedan drugome da bi se vezali. Ovo snažno privlačenje nadvladava prirodno odbijanje nabijenih protona.

Proton, neutron i elektron

Snažan poticaj u razvoju takve znanosti kao što je nuklearna fizika bilo je otkriće neutrona (1932). Za to trebamo zahvaliti engleskom fizičaru koji je bio Rutherfordov učenik. Što je neutron? Riječ je o nestabilnoj čestici koja se u slobodnom stanju može za samo 15 minuta raspasti na proton, elektron i neutrino, tzv. neutralnu česticu bez mase.

Čestica je dobila ime jer nema električni naboj, neutralna je. Neutroni su izuzetno gusti. U izoliranom stanju, jedan neutron će imati masu od samo 1,67·10 - 27, a ako uzmete čajnu žličicu gusto napunjenu neutronima, dobiveni će komad materije težiti milijune tona.

Broj protona u jezgri elementa naziva se atomski broj. Ovaj broj svakom elementu daje jedinstveni identitet. U atomima nekih elemenata, poput ugljika, broj protona u jezgri uvijek je isti, ali broj neutrona može varirati. Atom određenog elementa s određenim brojem neutrona u jezgri naziva se izotop.

Jesu li pojedinačni neutroni opasni?

Što je neutron? To je čestica koja je, zajedno s protonom, uključena u Međutim, ponekad mogu postojati sami. Kada su neutroni izvan jezgri atoma, poprimaju potencijalno opasna svojstva. Kada se kreću velikim brzinama, proizvode smrtonosno zračenje. Takozvane neutronske bombe, poznate po svojoj sposobnosti da ubijaju ljude i životinje, ipak imaju minimalan učinak na nežive fizičke strukture.

Neutroni su vrlo važan dio atoma. Velika gustoća ovih čestica, u kombinaciji s njihovom brzinom, daje im iznimnu razornu moć i energiju. Kao rezultat toga, mogu promijeniti ili čak raskomadati jezgre atoma u koje udare. Iako neutron ima neto neutralni električni naboj, on se sastoji od nabijenih komponenti koje se međusobno poništavaju s obzirom na naboj.

Neutron u atomu je sićušna čestica. Kao i protoni, premali su da bi se vidjeli čak i elektronskim mikroskopom, ali su tu jer je to jedini način da se objasni ponašanje atoma. Neutroni su vrlo važni za stabilnost atoma, ali izvan svog atomskog središta ne mogu dugo postojati i raspadaju se u prosjeku za samo 885 sekundi (oko 15 minuta).

Prvo poglavlje. SVOJSTVA STABILNIH JEZGRA

Gore je već rečeno da se jezgra sastoji od protona i neutrona vezanih nuklearnim silama. Ako masu jezgre mjerimo u jedinicama atomske mase, ona bi trebala biti blizu mase protona pomnožene s cijelim brojem koji se naziva maseni broj. Ako je naboj jezgre maseni broj, to znači da jezgra sadrži protone i neutrone. (Broj neutrona u jezgri obično se označava sa

Ova svojstva jezgre odražavaju se u simboličkoj notaciji, koja će se koristiti kasnije u obrascu

gdje je X naziv elementa čijem atomu pripada jezgra (npr. jezgre: helij - , kisik - , željezo - uran

Glavne karakteristike stabilnih jezgri su: naboj, masa, radijus, mehanički i magnetski momenti, spektar pobuđenih stanja, parnost i kvadrupolni moment. Radioaktivne (nestabilne) jezgre dodatno karakteriziraju životni vijek, vrsta radioaktivnih transformacija, energija emitiranih čestica i niz drugih posebnih svojstava o kojima će biti riječi u nastavku.

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

§ 1. OSNOVNE ZNAČAJKE 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

Sve elementarne čestice nose količinu elektriciteta 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 moment. Ako masu protona zamijenimo formulom (10), koja umjesto mase elektrona određuje magnetski moment elektrona, dobivamo

Veličina se naziva nuklearni magneton. Moglo bi se pretpostaviti analogijom s elektronom da je spinski magnetski moment protona jednak. Međutim, iskustvo je pokazalo da je protonov vlastiti magnetski moment veći od nuklearnog magnetona: prema suvremenim podacima

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

Prisutnost magnetskog momenta u neutronu i tako velika vrijednost magnetskog momenta u protonu proturječe pretpostavkama o točkastoj 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 područjem koje ona pokriva, magnetski momenti koje oni stvaraju neće biti jednaki. Stoga neutron može imati magnetski moment dok ostaje općenito neutralan.

Međusobne transformacije nukleona. Masa neutrona je 0,14% veća od mase protona, odnosno 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 prenose drugi nukleoni u jezgri.

Proton i neutron imaju iste spinove, gotovo iste mase i mogu se transformirati jedan u drugog. Kasnije će se pokazati da su nuklearne sile koje djeluju između ovih čestica u parovima također identične. Zbog toga se nazivaju zajedničkim imenom - nukleon i kažu da nukleon može biti u dva stanja: proton i neutron, koja se razlikuju u odnosu prema elektromagnetskom polju.

Neutroni i protoni međusobno djeluju zbog postojanja nuklearnih sila koje po prirodi nisu električne. Nuklearne sile svoj nastanak duguju izmjeni mezona. Ako prikažemo ovisnost potencijalne energije interakcije između protona i niskoenergetskog neutrona o udaljenosti između njih, tada će otprilike izgledati kao graf prikazan na Sl. 5, a, tj. ima oblik potencijalne jame.

Riža. 5. Ovisnost potencijalne energije međudjelovanja o udaljenosti između nukleona: a - za parove neutron-neutron ili neutron-proton; b - za par proton-proton

Jedinica atomske mase
Jedinica atomske mase

Jedinica atomske mase (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, jezgri, protona i neutrona. 1 amu ( u) ≈ 1,66054 . 10 -27 kg. U nuklearnoj fizici i fizici čestica, umjesto mase m koristiti u skladu s Einsteinovom relacijom E = mc 2 njegov energetski ekvivalent mc 2, a kao jedinica energije koriste se 1 elektronvolt (eV) i njegovi derivati: 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) pri prolasku 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 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 . S točnošću od ~1%, mase protona i neutrona jednake su jednoj jedinici atomske mase (1 u).

Veličine i mase atoma su male. Polumjer atoma je 10 -10 m, a polumjer jezgre 10 -15 m. Masa atoma se određuje tako da se masa jednog mola atoma elementa podijeli s brojem atoma u 1 molu. (NA = 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. Uzeta je 1/12 mase atoma ugljikovog izotopa 12 C.

Glavne karakteristike atoma su naboj njegove jezgre (Z) i maseni broj (A). Broj elektrona u atomu jednak je naboju njegove jezgre. Svojstva atoma određena su nabojem njihove jezgre, brojem elektrona i njihovim stanjem u atomu.

Osnovna svojstva i struktura jezgre (teorija sastava atomskih jezgri)

1. Atomske jezgre svih elemenata (osim vodika) sastoje se od protona i neutrona.

2. Broj protona u jezgri određuje vrijednost njezina pozitivnog naboja (Z). Z- serijski broj kemijskog elementa u periodnom sustavu Mendelejeva.

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

Jezgre s istim Z, ali drugačije A se zovu izotopi. Jezgre koje, s istim A imati različite Z, se zovu izobare. Ukupno je poznato oko 300 stabilnih izotopa kemijskih elemenata i više od 2000 prirodnih i umjetno proizvedenih radioaktivnih izotopa.

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

5. Karakterizira se veličina jezgre radijus jezgre, koji ima uvjetno značenje zbog zamagljivanja granice jezgre.

Gustoća nuklearne tvari je reda veličine 10 17 kg/m 3 i konstantna je za sve jezgre. Znatno premašuje gustoće najgušćih običnih tvari.

Protonsko-neutronska teorija omogućila je rješavanje prethodno nastalih proturječja u idejama o sastavu atomske jezgre i njegovom odnosu s atomskim brojem i atomskom masom.

Nuklearna energija vezanja određuje se količinom rada koji je potrebno obaviti da se jezgra razdvoji na sastavne nukleone bez prenošenja kinetičke energije na njih. Iz zakona održanja energije proizlazi da se tijekom stvaranja jezgre mora osloboditi ista energija koja se mora potrošiti tijekom cijepanja jezgre na sastavne nukleone. Energija vezanja jezgre je razlika između energije svih slobodnih nukleona koji čine jezgru i njihove energije u jezgri.

Kada nastane jezgra, njezina se masa smanjuje: masa jezgre manja je od zbroja masa nukleona koji je čine. Smanjenje mase jezgre tijekom njezina nastanka objašnjava se oslobađanjem energije vezanja. Ako W sv je količina energije oslobođena tijekom formiranja jezgre, zatim odgovarajuća masa Dm, jednaka

nazvao defekt mase i karakterizira smanjenje ukupne mase tijekom formiranja jezgre iz sastavnih nukleona. Jedna jedinica atomske mase odgovara jedinica atomske energije(a.u.e.): a.u.e.=931,5016 MeV.

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

Kriterij stabilnosti atomskih jezgri je omjer između broja protona i neutrona u stabilnoj jezgri za dane izobare. ( A= konst).

Nuklearne sile

1. Nuklearna interakcija ukazuje na to da postoje posebne nuklearne sile, koja se ne može svesti ni na jednu od vrsta sila poznatih u klasičnoj fizici (gravitacijska i elektromagnetska).

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

3. Otkrivene su nuklearne sile naplatiti neovisnost: Privlačenje između dva nukleona je jednako bez obzira na stanje naboja nukleona - proton ili nukleon. Neovisnost nuklearnih sila o naboju vidljiva je iz usporedbe energija vezanja u zrcalne jezgre. Tako se nazivaju jezgre u kojima je ukupan broj nukleona isti, ali je broj protona u jednoj jednak broju neutrona u drugoj. Na primjer, jezgre helija teški vodik tricij - .

4. Nuklearne sile imaju svojstvo zasićenja, koje se očituje u činjenici da nukleon u jezgri međudjeluje samo s ograničenim brojem susjednih nukleona koji su mu najbliži. Zbog toga postoji linearna ovisnost energija vezanja jezgri o njihovim masenim brojevima (A). Gotovo potpuno zasićenje nuklearnih sila postiže se u a-čestici, koja je vrlo stabilna tvorevina.

Radioaktivnost, g-zračenje, a i b - raspad

1.Radioaktivnost je transformacija nestabilnih izotopa jednog kemijskog elementa u izotope drugog elementa, popraćena emisijom elementarnih čestica, jezgri ili tvrdih rendgenskih zraka. Prirodna radioaktivnost zove se radioaktivnost promatrana u prirodno prisutnim nestabilnim izotopima. Umjetna radioaktivnost naziva radioaktivnost izotopa dobivenih kao rezultat nuklearnih reakcija.

2. Tipično, sve vrste radioaktivnosti praćene su emisijom gama zračenja - tvrdog, kratkovalnog električnog zračenja. Gama zračenje je glavni oblik smanjenja energije pobuđenih produkata radioaktivnih transformacija. Jezgra koja prolazi kroz radioaktivni raspad naziva se materinski; nastajanje podružnica jezgra se u pravilu pokazuje pobuđenom, a njezin prijelaz u osnovno stanje popraćen je emisijom g-fotona.

3. Alfa raspad zove emisija a-čestica jezgrama nekih kemijskih elemenata. Alfa raspad je svojstvo teških jezgri s masenim brojevima A>200 i nuklearni naboji Z>82. Unutar takvih jezgri dolazi do stvaranja izoliranih a-čestica od kojih se svaka sastoji od dva protona i dva neutrona, tj. nastaje atom elementa, pomaknut u tablici periodnog sustava elemenata D.I. Mendelejev (PSE) dvije ćelije lijevo od originalnog radioaktivnog elementa s masenim brojem manjim od 4 jedinice(Soddy-Faience pravilo):

4. Izraz beta raspad odnosi se na tri vrste nuklearnih transformacija: elektronička(bend pozitronski(b+) raspada, kao i elektroničko snimanje.

b-raspad se pretežno događa u jezgrama relativno bogatim neutronima. U ovom slučaju, neutron jezgre se raspada u proton, elektron i antineutrino () s nula naboja i mase.

Tijekom b-raspada, maseni broj izotopa se ne mijenja, budući da se ukupni broj protona i neutrona održava, a naboj se povećava za 1. Prema tome, atom rezultirajućeg kemijskog elementa pomaknut je pomoću PSE jednu ćeliju udesno od izvornog elementa, ali se njegov maseni broj ne mijenja(Soddy-Faience pravilo):

b+- raspad se pretežno događa u jezgrama relativno bogatim protonima. U tom se slučaju proton jezgre raspada na neutron, pozitron i neutrino ().

.

Tijekom b+ raspada, maseni broj izotopa se ne mijenja, budući da se ukupni broj protona i neutrona održava, a naboj se smanjuje za 1. Prema tome, atom dobivenog kemijskog elementa pomaknut je pomoću PSE jednu ćeliju ulijevo od izvornog elementa, ali se njegov maseni broj ne mijenja(Soddy-Faience pravilo):

5. U slučaju zarobljavanja elektrona, transformacija se sastoji od nestanka jednog od elektrona u sloju najbližem jezgri. Proton, pretvarajući se u neutron, "hvata" elektron; Odatle dolazi izraz "elektronsko snimanje". Elektronski zahvat, za razliku od b±-zahvata, prati karakteristično rendgensko zračenje.

6. b-raspad se događa u prirodno radioaktivnim i umjetno radioaktivnim jezgrama; b+ raspad karakterističan je samo za pojavu umjetne radioaktivnosti.

7. g-zračenje: Kada je pobuđena, jezgra atoma emitira elektromagnetsko zračenje kratke valne duljine i visoke frekvencije, koje je oštrije i prodornije od x-zraka. Zbog toga se energija jezgre smanjuje, ali maseni broj i naboj jezgre ostaju nepromijenjeni. Stoga se ne opaža transformacija kemijskog elementa u drugi, a jezgra atoma prelazi u manje pobuđeno stanje.