Atomstruktur: hva er et nøytron? Målinger av nøytronens levetid ved forskjellige metoder er fortsatt forskjellige. Hva er et nøytron?

Massen til et nøytron kan bestemmes på forskjellige måter. Den første bestemmelsen av m n ble gjort av Chadwick ved å måle energien til rekylkjerner produsert ved kollisjon av nøytroner med hydrogen- og nitrogenkjerner. Denne metoden tillot oss å bestemme bare at massen til nøytronet er omtrent lik massen til protonet.

Nøytronet har ingen ladning, derfor er de vanlige metodene for å bestemme massen av atomer (massespektroskopi, kjemiske metoder) ikke gjeldende for nøytronet. Alle målinger av nøytronmasse var basert på en metode for å analysere energibalansen til ulike kjernereaksjoner som involverer nøytroner. Rett etter oppdagelsen av nøytronet ble 11 B(α,n) 14 N og 7 Li(α,n) 10 B brukt for å bestemme massen.

For tiden er forskjellen i massene til protonet og nøytronet bestemt ganske nøyaktig ved å bruke den endoenergetiske reaksjonen 3 H+p→n+ 3 He og en metode basert på å måle forskjellen i massene til deuteronet og hydrogenmolekylet, også som bindingsenergien til deuteronet. For reaksjonen 3 H(p,n) 3 He kan energibevaringsloven skrives som

hvor Q er reaksjonsenergien, og betegnelsene på atomer og partikler skal forstås som deres hvileenergi. Bruke relasjonen for reaksjonsenergi

Q=(m 2 /(m 1 +m 2))*ET *(1-0,5(m 2 E T /((m 1 +m 2) 2 *c 2))), (2)

Hvor m 1 og m 2 er massene til protonet og tritonet. Verdien Q=-(763,77±0,08) keV ble funnet.

Forskjellen mellom massene til et nøytron og et hydrogenatom kan oppnås ved å kjenne den maksimale energien β -partikler E β under tritiumforfall:

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

hvor m 3 er massen til 3 He-kjernen; m 0 - elektron hvilemasse; E H – elektronbindende energi i et hydrogenatom; M H er massen til hydrogenatomet, antinøytrinomassen antas å være null. Ved å beregne gjennomsnittet av de kjente dataene, kan verdien for E β finnes (18,56 ± 0,05) keV. Som et resultat viser forskjellen mellom massene til nøytronet og protonet seg å være lik δm n - p = (1293,0±0,1) keV.

En av de mest nøyaktige metodene er basert på bruk av reaksjonen av strålingsfangst av termiske nøytroner av protoner:

Hvis protonet er stasjonært, er loven om bevaring av energi for denne reaksjonen

Tn, Td - kinetiske energier til nøytron og proton. Ved T n ≈ 0 (for eksempel for termiske nøytroner den kinetiske energien Tn = 0,025 eV) den kinetiske energien til nøytroner kan neglisjeres. Basert på loven om bevaring av momentum for den kinetiske energien til deuteronet, kan vi få følgende uttrykk; . For tiden har energien til γ-kvanter blitt målt med stor nøyaktighet E y = 2223,25 keV. Deuteron bindende energi. Proton- og deuteronmasser m d Og m p målt med god nøyaktighet ved hjelp av et massespektrometer, gir estimatet verdien Td = 1,3 keV. Fra dette kan vi beregne massen til nøytronet. Den mest nøyaktige verdien av nøytronmassen er (1981): m n = 939,5731(27) MeV. Feilen i de to siste sifrene er angitt i parentes.

Massen til et nøytron er 1,293 MeV større enn massen til et proton. Derfor er nøytronet β -en aktiv partikkel med en levetid på 885,4 sekunder. I fri tilstand er nøytroner praktisk talt fraværende, bortsett fra en liten mengde produsert under påvirkning av kosmiske stråler.

Prosessen med β-forfall til et fritt nøytron kan representeres som:

Denne prosessen er energetisk mulig, siden den totale massen av partikler inkludert i høyre side av ligningen er mindre enn massen til nøytronet. I kvarkmodellen er nøytronnedbrytning en konsekvens av den mer grunnleggende prosessen med d-kvarktransformasjon: d→u+e - + . Å studere β-forfallet til et fritt nøytron gjør det mulig å få informasjon om den svake interaksjonen som er ansvarlig for forfallet. Samtidig gjør det at nedbrytningen av en elementær partikkel studeres det mulig å bli kvitt påvirkningen av kjernefysiske effekter på forfallsprosessen.

Å måle levetiden til et nøytron med hensyn til β-forfall gir verdifull informasjon for svak interaksjonsfysikk, astrofysikk og kosmologi. I kosmologi er halveringstiden til nøytronet direkte relatert til hastigheten på heliumdannelse i den første perioden av universets eksistens. Kunnskap om halveringstiden til nøytronet er nødvendig for en korrekt forståelse av de fysiske prosessene som skjer i solen.

Elektrisk ladning av et nøytron med en stor grad av nøyaktighet (~10 -20 e, e- elektronladning) er null. Det magnetiske momentet til et nøytron som ikke er null indikerer dets indre struktur. For å studere strukturen til nukleoner er det nødvendig at de Broglie-bølgelengden (λ = 2 ћ/p) til de sonderende partiklene er liten sammenlignet med størrelsen på nukleonene. Det viste seg å være mulig å oppfylle disse betingelsene ved å bruke spredning av raske elektroner (~100 MeV) på nukleoner.

Et nøytron kan ha et dipolmoment. Dette er mulig hvis invarians med hensyn til tidsreversering ikke holder i naturen.

Selv om nøytronet generelt er nøytralt, har det en kompleks intern ladningsfordeling, som manifesteres i samspillet mellom nøytroner og elektroner.

Vi kan oppsummere det første kapittelet.

Et nøytron er en nøytral (z = 0) Dirac-partikkel med spinn og et negativt magnetisk moment (i enheter av kjernemagnetisk moment), som hovedsakelig bestemmer den elektromagnetiske interaksjonen til nøytronet. Akkurat som protonet, er nøytronet tildelt en enhet baryonladning Y n = +1 og positiv paritet P n =+1.

Nøytronmassen er m n = 1,00866491578 ± 0,00000000055 amu = 939,56633 ± 0,00004 MeV, som er 1,2933318 ± 0,0000005 MeV mer enn protonmassen. I denne forbindelse er nøytronet β -en radioaktiv partikkel. Med levetid τ = 885,4 ± 0,9(stat.) ± 0,4(syst.) sek den forfaller i henhold til skjema (7). Her er data fra 2000.

Hva er et nøytron? Hva er dens struktur, egenskaper og funksjoner? Nøytroner er de største av partiklene som utgjør atomene, byggesteinene i all materie.

Atomstruktur

Nøytroner finnes i kjernen, en tett region av atomet også fylt med protoner (positivt ladede partikler). Disse to elementene holdes sammen av en kraft som kalles kjernefysisk. Nøytroner har en nøytral ladning. Den positive ladningen til protonet matches med den negative ladningen til elektronet for å lage et nøytralt atom. Selv om nøytronene i kjernen ikke påvirker ladningen til atomet, har de fortsatt mange egenskaper som påvirker atomet, inkludert nivået av radioaktivitet.

Nøytroner, isotoper og radioaktivitet

En partikkel som befinner seg i kjernen til et atom er et nøytron som er 0,2 % større enn et proton. Sammen utgjør de 99,99 % av den totale massen til samme grunnstoff og kan ha forskjellig antall nøytroner. Når forskere refererer til atommasse, mener de gjennomsnittlig atommasse. For eksempel har karbon typisk 6 nøytroner og 6 protoner med en atommasse på 12, men det finnes noen ganger med en atommasse på 13 (6 protoner og 7 nøytroner). Karbon med atomnummer 14 finnes også, men er sjelden. Så atommassen for karbon er i gjennomsnitt 12,011.

Når atomer har ulikt antall nøytroner, kalles de isotoper. Forskere har funnet måter å legge disse partiklene til kjernen for å lage større isotoper. Å legge til nøytroner påvirker ikke ladningen til atomet siden de ikke har noen ladning. Imidlertid øker de radioaktiviteten til atomet. Dette kan resultere i svært ustabile atomer som kan slippe ut høye nivåer av energi.

Hva er kjernen?

I kjemi er kjernen det positivt ladede senteret til et atom, som består av protoner og nøytroner. Ordet "kjerne" kommer fra den latinske kjernen, som er en form av ordet som betyr "nøtt" eller "kjerne". Begrepet ble laget i 1844 av Michael Faraday for å beskrive sentrum av et atom. Vitenskapene som er involvert i studiet av kjernen, studiet av dens sammensetning og egenskaper, kalles kjernefysikk og kjernekjemi.

Protoner og nøytroner holdes sammen av den sterke kjernekraften. Elektronene tiltrekkes av kjernen, men beveger seg så raskt at deres rotasjon skjer i et stykke fra atomets sentrum. Kjerneladningen med et plusstegn kommer fra protoner, men hva er et nøytron? Dette er en partikkel som ikke har noen elektrisk ladning. Nesten all vekten av et atom er inneholdt i kjernen, siden protoner og nøytroner har mye mer masse enn elektroner. Antall protoner i en atomkjerne bestemmer dens identitet som et grunnstoff. Antall nøytroner indikerer hvilken isotop av grunnstoffet atomet er.

Atomkjernens størrelse

Kjernen er mye mindre enn den totale diameteren til atomet fordi elektronene kan være lenger unna sentrum. Et hydrogenatom er 145 000 ganger større enn kjernen, og et uranatom er 23 000 ganger større enn sentrum. Hydrogenkjernen er den minste fordi den består av et enkelt proton.

Arrangement av protoner og nøytroner i kjernen

Protonet og nøytronene er vanligvis avbildet som pakket sammen og jevnt fordelt i kuler. Dette er imidlertid en forenkling av selve strukturen. Hvert nukleon (proton eller nøytron) kan okkupere et spesifikt energinivå og område av steder. Mens kjernen kan være sfærisk, kan den også være pæreformet, sfærisk eller skiveformet.

Kjernene til protoner og nøytroner er baryoner, bestående av de minste som kalles kvarker. Tiltrekningskraften har veldig kort rekkevidde, så protoner og nøytroner må være veldig nær hverandre for å bli bundet. Denne sterke tiltrekningen overvinner den naturlige frastøtingen av ladede protoner.

Proton, nøytron og elektron

En kraftig drivkraft i utviklingen av en slik vitenskap som kjernefysikk var oppdagelsen av nøytronet (1932). Vi bør takke for dette den engelske fysikeren som var elev av Rutherford. Hva er et nøytron? Dette er en ustabil partikkel som i fri tilstand kan forfalle til et proton, elektron og nøytrino, den såkalte masseløse nøytrale partikkelen, på bare 15 minutter.

Partikkelen har fått navnet sitt fordi den ikke har noen elektrisk ladning, den er nøytral. Nøytroner er ekstremt tette. I en isolert tilstand vil ett nøytron ha en masse på bare 1,67·10 - 27, og hvis du tar en teskje tettpakket med nøytroner, vil det resulterende stoffet veie millioner av tonn.

Antall protoner i kjernen til et grunnstoff kalles atomnummer. Dette tallet gir hvert element sin unike identitet. I atomene til noen grunnstoffer, for eksempel karbon, er antallet protoner i kjernene alltid det samme, men antallet nøytroner kan variere. Et atom av et gitt grunnstoff med et visst antall nøytroner i kjernen kalles en isotop.

Er enkeltnøytroner farlige?

Hva er et nøytron? Dette er en partikkel som sammen med protonet er inkludert i Noen ganger kan de imidlertid eksistere alene. Når nøytroner er utenfor kjernen til atomer, får de potensielt farlige egenskaper. Når de beveger seg i høye hastigheter, produserer de dødelig stråling. Såkalte nøytronbomber, kjent for sin evne til å drepe mennesker og dyr, har likevel minimal effekt på ikke-levende fysiske strukturer.

Nøytroner er en svært viktig del av atomet. Den høye tettheten til disse partiklene, kombinert med deres hastighet, gir dem ekstrem destruktiv kraft og energi. Som et resultat kan de endre eller til og med rive fra hverandre kjernene til atomene de treffer. Selv om et nøytron har en netto nøytral elektrisk ladning, er det sammensatt av ladede komponenter som kansellerer hverandre med hensyn til ladning.

Et nøytron i et atom er en liten partikkel. Som protoner er de for små til å bli sett selv med et elektronmikroskop, men de er der fordi det er den eneste måten å forklare atomenes oppførsel. Nøytroner er svært viktige for stabiliteten til et atom, men utenfor dets atomsenter kan de ikke eksistere lenge og forfaller i gjennomsnitt på bare 885 sekunder (ca. 15 minutter).

Kapittel først. EGENSKAPER TIL STALLKJERNE

Det ble allerede sagt ovenfor at kjernen består av protoner og nøytroner bundet av kjernekrefter. Hvis vi måler massen til en kjerne i atommasseenheter, bør den være nær massen til et proton multiplisert med et heltall kalt massetallet. Hvis ladningen til en kjerne er et massetall, betyr dette at kjernen inneholder protoner og nøytroner. (Antall nøytroner i kjernen er vanligvis betegnet med

Disse egenskapene til kjernen gjenspeiles i symbolsk notasjon, som vil bli brukt senere i skjemaet

hvor X er navnet på grunnstoffet hvis atom kjernen tilhører (for eksempel kjerner: helium - , oksygen - , jern - uran

Hovedkarakteristikkene til stabile kjerner inkluderer: ladning, masse, radius, mekaniske og magnetiske momenter, spektrum av eksiterte tilstander, paritet og kvadrupolmoment. Radioaktive (ustabile) kjerner er i tillegg preget av deres levetid, type radioaktive transformasjoner, energien til utsendte partikler og en rekke andre spesielle egenskaper, som vil bli diskutert nedenfor.

Først av alt, la oss vurdere egenskapene til de elementære partiklene som utgjør kjernen: proton og nøytron.

§ 1. GRUNNLEGGENDE EGENSKAPER FOR PROTONET OG NØYTRONET

Vekt. I enheter av elektronmasse: protonmasse, nøytronmasse.

I atommasseenheter: protonmasse, nøytronmasse

I energienheter er hvilemassen til et proton hvilemassen til et nøytron.

Elektrisk ladning. q er en parameter som karakteriserer samspillet mellom en partikkel og et elektrisk felt, uttrykt i enheter av elektronladning der

Alle elementærpartikler bærer en mengde elektrisitet lik enten 0 eller Ladningen til et proton Ladningen til et nøytron er null.

Snurre rundt. Spinnene til protonet og nøytronet er like. Begge partiklene er fermioner og følger Fermi-Dirac-statistikken, og derfor Pauli-prinsippet.

Magnetisk øyeblikk. Hvis vi erstatter protonmassen med formel (10), som bestemmer det magnetiske momentet til elektronet i stedet for elektronmassen, får vi

Mengden kalles kjernemagneton. Det kan antas analogt med elektronet at det spinnmagnetiske momentet til protonet er lik. Erfaring har imidlertid vist at protonets eget magnetiske moment er større enn kjernemagnetonet: ifølge moderne data

I tillegg viste det seg at en uladet partikkel - et nøytron - også har et magnetisk moment som er forskjellig fra null og lik

Tilstedeværelsen av et magnetisk moment i et nøytron og en så stor verdi av det magnetiske momentet i et proton motsier antagelser om punktnaturen til disse partiklene. En rekke eksperimentelle data innhentet de siste årene indikerer at både protonet og nøytronet har en kompleks inhomogen struktur. I midten av nøytronet er det en positiv ladning, og i periferien er det en negativ ladning som er like stor fordelt i partikkelens volum. Men siden det magnetiske momentet ikke bare bestemmes av størrelsen på den flytende strømmen, men også av området som dekkes av det, vil de magnetiske momentene som skapes av dem ikke være like. Derfor kan et nøytron ha et magnetisk moment mens det forblir generelt nøytralt.

Gjensidige transformasjoner av nukleoner. Massen til et nøytron er 0,14 % større enn massen til et proton, eller 2,5 ganger massen til et elektron,

I en fri tilstand forfaller et nøytron til et proton, elektron og antinøytrino: Dens gjennomsnittlige levetid er nærmere 17 minutter.

Et proton er en stabil partikkel. Men inne i kjernen kan den bli til et nøytron; i dette tilfellet fortsetter reaksjonen i henhold til skjemaet

Forskjellen i massene av partikler på venstre og høyre side kompenseres av energien som tildeles protonet av andre nukleoner i kjernen.

Et proton og et nøytron har samme spinn, nesten de samme massene, og kan forvandles til hverandre. Det skal senere vises at kjernekreftene som virker mellom disse partiklene i par også er identiske. Derfor kalles de med et vanlig navn - nukleon og de sier at et nukleon kan være i to tilstander: proton og nøytron, forskjellig i forholdet til det elektromagnetiske feltet.

Nøytroner og protoner samhandler på grunn av eksistensen av kjernekrefter som er ikke-elektriske i naturen. Kjernefysiske styrker skylder sin opprinnelse til utveksling av mesoner. Hvis vi skildrer avhengigheten av den potensielle energien for interaksjon mellom et proton og et lavenerginøytron på avstanden mellom dem, vil det omtrent se ut som grafen vist i fig. 5, a, dvs. den har form som en potensiell brønn.

Ris. 5. Avhengighet av potensiell interaksjonsenergi av avstanden mellom nukleoner: a - for nøytron-nøytron- eller nøytron-proton-par; b - for et proton-proton-par

Atommasseenhet
Atommasseenhet

Atommasseenhet (a.u.m. eller u) er en masseenhet lik 1/12 av massen til et atom i karbonisotopen 12 C, og brukes i atom- og kjernefysikk for å uttrykke massene av molekyler, atomer, kjerner, protoner og nøytroner. 1 amu ( u) ≈ 1,66054. 10 -27 kg. I kjernefysikk og partikkelfysikk, i stedet for masse m bruk i samsvar med Einsteins relasjon E = mc 2 dens energiekvivalent mc 2, og 1 elektronvolt (eV) og dens derivater brukes som en energienhet: 1 kiloelektronvolt (keV) = 10 3 eV, 1 megaelektronvolt (MeV) = 10 6 eV, 1 gigaelektronvolt (GeV) = 10 9 eV, 1 teraelektronvolt (TeV) = 10 12 eV, etc. 1 eV er energien som oppnås av en enkeltladet partikkel (for eksempel et elektron eller proton) når den passerer gjennom et elektrisk felt med en potensialforskjell på 1 volt. Som kjent er 1 eV = 1,6. 10 -12 erg = 1,6. 10 -19 J. I energienheter
1 amu ( u)931.494 MeV. Proton (m p) og nøytron (m n) masser i atommasseenheter og i energienheter er som følger: m p ≈ 1,0073 u≈ 938.272 MeV/ fra 2, mn ≈ 1,0087 u≈ 939,565 MeV/s2. Med en nøyaktighet på ~1% er massene til et proton og et nøytron lik en atommasseenhet (1 u).

Størrelsene og massene av atomer er små. Atomenes radius er 10 -10 m, og radiusen til kjernen er 10 -15 m Massen til et atom bestemmes ved å dele massen til ett mol atomer i grunnstoffet med antall atomer i 1 mol. (NA = 6,02·1023 mol-1). Massen av atomer varierer innenfor området 10 -27 ~ 10 -25 kg. Vanligvis uttrykkes massen av atomer i atommasseenheter (amu). For a.u.m. 1/12 av massen til et atom i karbonisotopen 12 C tas.

Hovedkarakteristikkene til et atom er ladningen til dets kjerne (Z) og massenummer (A). Antall elektroner i et atom er lik ladningen til kjernen. Atomenes egenskaper bestemmes av ladningen til kjernene deres, antall elektroner og deres tilstand i atomet.

Grunnleggende egenskaper og struktur til kjernen (teori om sammensetningen av atomkjerner)

1. Atomkjernene til alle grunnstoffer (unntatt hydrogen) består av protoner og nøytroner.

2. Antall protoner i kjernen bestemmer verdien av dens positive ladning (Z). Z- serienummeret til et kjemisk grunnstoff i det periodiske systemet til Mendeleev.

3. Det totale antallet protoner og nøytroner er verdien av dens masse, siden massen til et atom hovedsakelig er konsentrert i kjernen (99,97 % av atomets masse). Kjernefysiske partikler - protoner og nøytroner - kalles samlet nukleoner(fra det latinske ordet nucleus, som betyr "kjerne"). Det totale antallet nukleoner tilsvarer massetallet, dvs. dens atommasse A avrundet til nærmeste hele tall.

Kjerner med det samme Z, men annerledes EN er kalt isotoper. Kjerner det, med det samme EN har forskjellige Z, er kalt isobarer. Totalt er det kjent rundt 300 stabile isotoper av kjemiske grunnstoffer og mer enn 2000 naturlige og kunstig produserte radioaktive isotoper.

4. Antall nøytroner i kjernen N kan finnes fra forskjellen mellom massetallet ( EN) og serienummer ( Z):

5. Størrelsen på kjernen er karakterisert kjerneradius, som har en betinget betydning på grunn av uskarphet i kjernegrensen.

Tettheten av kjernestoff er av størrelsesorden 10 17 kg/m 3 og er konstant for alle kjerner. Det overskrider betydelig tetthetene til de tetteste vanlige stoffene.

Proton-nøytronteorien gjorde det mulig å løse de tidligere oppståtte motsetningene i ideer om sammensetningen av atomkjerner og deres forhold til atomnummer og atommasse.

Kjernefysisk bindende energi bestemmes av mengden arbeid som må gjøres for å splitte en kjerne i dens bestanddeler av nukleoner uten å overføre kinetisk energi til dem. Fra loven om bevaring av energi følger det at under dannelsen av en kjerne må den samme energien frigjøres som må brukes under splittingen av kjernen til dens bestanddeler av nukleoner. Bindingsenergien til en kjerne er forskjellen mellom energien til alle de frie nukleonene som utgjør kjernen og deres energi i kjernen.

Når en kjerne dannes, avtar massen: massen til kjernen er mindre enn summen av massene til dens konstituerende nukleoner. Nedgangen i massen til kjernen under dannelsen forklares av frigjøring av bindingsenergi. Hvis W sv er mengden energi som frigjøres under dannelsen av en kjerne, deretter den tilsvarende massen Dm, lik

kalt massedefekt og karakteriserer reduksjonen i den totale massen under dannelsen av en kjerne fra dens konstituerende nukleoner. En atommasseenhet tilsvarer atomenergi enhet(a.u.e.): a.u.e.=931.5016 MeV.

Spesifikk kjernefysisk bindingsenergi m Bindingsenergien per nukleon kalles: w sv= . Omfanget w gjennomsnitt 8 MeV/nukleon. Når antallet nukleoner i kjernen øker, reduseres den spesifikke bindingsenergien.

Kriterium for stabiliteten til atomkjerner er forholdet mellom antall protoner og nøytroner i en stabil kjerne for gitte isobarer. ( EN= konst).

Kjernefysiske styrker

1. Kjernefysisk interaksjon indikerer at det er spesielle kjernefysiske styrker, ikke reduserbar til noen av de typer krefter som er kjent i klassisk fysikk (gravitasjons- og elektromagnetisk).

2. Kjernekrefter er kortdistansekrefter. De vises bare på svært små avstander mellom nukleoner i kjernen i størrelsesorden 10-15 m. Lengden (1,5 x 2,2) kalles 10-15 m rekke atomstyrker.

3. Atomkrefter oppdages ladeuavhengighet: Tiltrekningen mellom to nukleoner er den samme uavhengig av ladningstilstanden til nukleonene - proton eller nukleon. Ladningsuavhengigheten til kjernefysiske styrker er tydelig fra en sammenligning av bindende energier i speilkjerner. Dette er navnet gitt til kjerner der det totale antallet nukleoner er det samme, men antallet protoner i den ene er lik antall nøytroner i den andre. For eksempel heliumkjerner tungt hydrogen tritium -.

4. Kjernekrefter har en metningsegenskap, som viser seg ved at et nukleon i en kjerne kun samhandler med et begrenset antall nabonukleoner nærmest seg. Dette er grunnen til at det er en lineær avhengighet av bindingsenergiene til kjernene på deres massetall (A). Nesten fullstendig metning av kjernekrefter oppnås i a-partikkelen, som er en meget stabil formasjon.

Radioaktivitet, g-stråling, a og b - forfall

1.Radioaktivitet kalt transformasjon av ustabile isotoper av ett kjemisk grunnstoff til isotoper av et annet grunnstoff, ledsaget av utslipp av elementærpartikler, kjerner eller harde røntgenstråler. Naturlig radioaktivitet kalt radioaktivitet observert i naturlig forekommende ustabile isotoper. Kunstig radioaktivitet kalt radioaktiviteten til isotoper oppnådd som et resultat av kjernefysiske reaksjoner.

2. Vanligvis er alle typer radioaktivitet ledsaget av utslipp av gammastråling - hard, kortbølget elektrisk bølgestråling. Gammastråling er hovedformen for å redusere energien til eksiterte produkter fra radioaktive transformasjoner. En kjerne som gjennomgår radioaktivt forfall kalles mors; dukker opp datterselskap kjernen viser seg som regel å være opphisset, og overgangen til grunntilstanden er ledsaget av utslipp av et g-foton.

3. Alfa-forfall kalt utslipp av a-partikler fra kjernene til visse kjemiske elementer. Alfa-forfall er en egenskap ved tunge kjerner med massetall EN>200 og atomladninger Z>82. Inne i slike kjerner skjer det dannelse av isolerte a-partikler som hver består av to protoner og to nøytroner, d.v.s. et atom av et grunnstoff dannes, forskjøvet i tabellen over det periodiske systemet av grunnstoffer D.I. Mendeleev (PSE) to celler til venstre for det opprinnelige radioaktive grunnstoffet med et massetall mindre enn 4 enheter(Soddy-Faience regel):

4. Begrepet beta-forfall refererer til tre typer kjernefysiske transformasjoner: elektronisk(b-) og positronisk(b+) forfaller, så vel som elektronisk fangst.

b-forfall forekommer hovedsakelig i kjerner som er relativt rike på nøytroner. I dette tilfellet forfaller nøytronet til kjernen til et proton, elektron og antinøytrino () med null ladning og masse.

Under b-forfall endres ikke massetallet til isotopen, siden det totale antallet protoner og nøytroner opprettholdes, og ladningen øker med 1. Derfor, atomet til det resulterende kjemiske elementet forskyves av PSE en celle til høyre fra det opprinnelige elementet, men massetallet endres ikke(Soddy-Faience regel):

b+--forfall skjer hovedsakelig i relativt protonrike kjerner. I dette tilfellet forfaller protonet til kjernen til et nøytron, positron og nøytrino ().

.

Under b+ henfall endres ikke massetallet til isotopen, siden det totale antallet protoner og nøytroner opprettholdes, og ladningen avtar med 1. Derfor, atomet til det resulterende kjemiske elementet forskyves av PSE en celle til venstre fra det opprinnelige elementet, men massetallet endres ikke(Soddy-Faience regel):

5. Ved elektronfangst består transformasjonen i at ett av elektronene i laget nærmest kjernen forsvinner. Et proton, som blir til et nøytron, "fanger" et elektron; Det er her begrepet "elektronisk fangst" kommer fra. Elektronisk fangst, i motsetning til b±-fangst, er ledsaget av karakteristisk røntgenstråling.

6. b-forfall forekommer i naturlig radioaktive så vel som kunstig radioaktive kjerner; b+-forfall er bare karakteristisk for fenomenet kunstig radioaktivitet.

7. g-stråling: Ved eksitering avgir kjernen i et atom elektromagnetisk stråling med kort bølgelengde og høy frekvens, som er mer hard og gjennomtrengende enn røntgenstråler. Som et resultat avtar energien til kjernen, men massetallet og ladningen til kjernen forblir uendret. Derfor observeres ikke transformasjonen av et kjemisk element til et annet, og atomkjernen går over i en mindre begeistret tilstand.