Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Бета — распад Энергия Радиоактивные превращения ядер

Выше было указано, что b⁺-распад и Е-захват конкурируют между собой. Из (3.5.10) очевидно, что если выполняется условие для β⁺‑распада, то и подавно выполнится последнее, а Е-захват может происходить даже тогда, когда β⁺‑распад энергетически невозможен. Все нечетно-нечетные ядра, за исключением четырех легких ядер ²H, ⁶Li, ¹⁰B и ¹⁴N, указанных выше, нестабильны к β-распаду и очень часто испытывают все три вида b-распада, хотя и с различной вероятностью. Объясняется это эффектом спаривания одноименных нуклонов, в результате которого нечетно-нечетное ядро «стремится» стать четно-четным всеми возможными способами (рис. 2.2.1,б). Например, ядра  в 40 % испытывает β^-‑распад, в 40 % - Е‑захват и в 20 % - b⁺-распад. Как всегда, эти данные следует понимать в статистическом смысле, а каждое конкретное ядро может либо испытать β^-‑распад, либо Е‑захват, либо b⁺-распад.

Оценим максимальную долю энергии, которую может получить невозбужденное дочернее ядро, когда энергия нейтрино равна нулю. В этом случае кинетическая энергия β-частица (T_β)_max и дочернегоядра Т_я имеют максимально возможные значения. Пусть материнское ядро покоиться. Тогда из закона сохранения импульса следует, что

Р_я = Р_β.

(3.5.11)

 Учитывая, что

получим

.

(3.5.12)

Поэтому с хорошей точностью можно положить = Е_β.

Энергии β-частиц измеряется по величине их отклонения при движении в постоянном магнитном поле с помощью специальных приборов, называемых магнитнымиβ-спектрометрами. Последний представляет магнитный анализатор импульсов β-частиц и подобен масс-спектрометру. Измерения показали, что в процессе β-распада одинаковых ядер испускаются β-частицы всех энергий от нуля и до энергии (T_e)_max, называемой верхней границейβ-спектра,и приблизительно равной Е_β из (3.5.10). Таким образом, в отличие от линейчатых спектров α-частиц (см. рис. 3.4.1), энергетический  спектр β-частиц является сплошным. На рис. 3.5.1. представлен энергетический спектр β^--частиц, испускаемых при распаде свободного нейтрона (3.5.6), форма которого является весьма типичной. Энергетические спектры легких ядер более симметричны и для них средняя энергия  испускаемых β-частиц примерно равна (1/2)·(T_e)_max. У тяжелых ядер средняя энергия β-частиц обычно близка к 1/3 максимальной и для большинства естественных источников β-излучения заключена в пределах 0,25 ÷ 0,45 МэВ.

 

На главную сайта Dvoika.net