ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2021
Просмотров: 1478
Скачиваний: 1
β
β
-
-
распад
распад
β
-
распад
происходит
в
результате
слабых
взаимодействий
.
На
кварковом
уровне
при
β
-
распаде
происходит
превращение
d
-
кварка
в
u
-
кварк
или
превращение
u
-
кварка
в
d
-
кварк
.
На
нуклонном
уровне
это
соответствует
переходам
нейтрона
в
протон
или
протона
в
нейтрон
.
При
этом
,
если
нейтрон
может
переходить
в
протон
в
свободном
состоянии
,
то
превращение
протона
в
нейтрон
возможно
только
для
протонов
,
связанных
в
атомном
ядре
.
β
β
-
-
распад
распад
β
-
распад
—
внутринуклонный
процесс
.
В
ядре
распадается
одиночный
нуклон
.
Однако
в
процессе
β
-
распада
происходит
перестройка
ядра
.
Поэтому
период
полураспада
и
другие
характеристики
β
-
распада
в
значительной
степени
зависят
от
того
,
насколько
сложна
эта
перестройка
.
Массовое
число
А
при
β
-
распаде
не
изменяется
.
Стабильные
по
отношению
к
β
-
распаду
ядра
при
всех
А
располагаются
вокруг
значений
Z
равн
с
небольшим
разбросом
в
обе
стороны
за
счет
индивидуальных
особенностей
ядер
.
При
Z
<
Z
равн
ядро
нестабильно
по
отношению
к
электронному
распаду
,
при
Z
>
Z
равн
к
позитронному
распаду
и
е
-
захвату
.
β
-
распад
часто
происходит
не
только
на
основное
но
и
на
возбужденные
состояния
конечного
ядра
.
При
этом
в
отличие
от
α
-
распада
энергия
возбужденных
состояний
может
быть
сравнимой
с
полной
энергией
,
выделяющейся
при
распаде
на
основное
состояние
.
равн
2 / 3
0,015
2
A
Z
A
=
+
Энергия
Энергия
β
β
-
-
распада
распада
В
процессе
β
-
распада
выделяется
энергия
2
( , )
( ,
1)
Я
Я
e
Q
M A Z
M A Z
m c
β
−
⎡
⎤
=
−
+ −
⎣
⎦
-
β
−
-
распад
2
( , )
( ,
1)
Я
Я
e
Q
M A Z
M A Z
m c
β
+
⎡
⎤
=
−
− −
⎣
⎦
-
β
+
-
распад
2
-
з
( , )
( ,
1)
Я
Я
e
e
Q
M A Z
m
M A Z
c
⎡
⎤
=
+
−
−
⎣
⎦
-
е
-
захват
Я
M
-
массы
ядер
,
m
e
-
масса
электрона
.
В
справочных
таблицах
обычно
приводятся
массы
или
избытки
масс
атомов
,
поэтому
для
энергий
β
-
распадов
в
этом
случае
ат
ат
2
( , )
( ,
1)
Q
M
A Z
M
A Z
c
β
−
⎡
⎤
=
−
+
⎣
⎦
-
β
−
-
распад
ат
ат
2
2
( , )
( ,
1)
2
e
Q
M
A Z
M
A Z
c
m c
β
+
⎡
⎤
=
−
−
−
⎣
⎦
-
β
+
-
распад
ат
ат
2
-
з
( , )
( ,
1)
e
Q
M
A Z
M
A Z
c
⎡
⎤
=
−
−
⎣
⎦
-
е
-
захват
ат
M
-
массы
атомов
.
Выделяющуюся
в
результате
β
-
распада
энергию
в
основном
уносят
легкие
частицы
-
лептоны
(
электрон
,
электронное
антинейтрино
,
позитрон
,
электронное
нейтрино
).
β
β
-
-
распад
распад
.
.
Энергии
Энергии
и
и
периоды
периоды
полураспада
полураспада
Энергии
β
-
распада
изменяются
от
0.02
МэВ
до
~20
МэВ
.
3
3
H
He
0,02
МэВ
e
e
ν
−
→
+
+ +
11
11
Li
В
e
20,4
МэВ
e
e
ν
−
→
+
+ +
Периоды
полураспада
изменяются
от
10
–3
с
до
10
16
лет
.
Большие
времена
жизни
β
-
радиоактивных
ядер
объясняются
тем
,
что
β
-
распад
происходит
в
результате
слабого
взаимодействия
.
В
результате
бета
-
распада
образуются
три
частицы
:
конечное
ядро
и
пара
лептонов
.
Энергия
,
сообщаемая
ядру
в
силу
его
большой
массы
,
мала
,
и
ею
можно
пренебречь
.
Поэтому
кинетическая
энергия
,
выделяющаяся
при
β
-
распаде
практически
полностью
уносится
парой
лептонов
,
причем
распределение
энергий
между
ними
может
быть
произвольным
.
В
результате
энергетический
спектр
позитронов
(
электронов
)
и
нейтрино
(
антинейтрино
)
должен
быть
непрерывным
в
интервале
от
0
до
Q
β
.
Пример
Пример
Определить
верхнюю
границу
возраста
Земли
,
считая
,
что
весь
имеющийся
на
Земле
40
Ar
образовался
из
40
K
в
результате
e
-
захвата
.
В
настоящее
время
на
каждые
300
атомов
40
Ar
приходится
один
атом
40
K.
Число
нераспавшихся
к
настоящему
времени
ядер
40
K
1/ 2
ln 2 /
K
Ar
0
/ 300
,
t
T
N
N
N e
−
=
=
0
N
—
начальное
число
ядер
40
K
в
момент
образования
Земли
,
t
-
возраст
Земли
.
1/ 2
T
—
период
полураспада
40
K,
составляющий
1,277·10
9
лет
.
При
радиоактивном
распаде
40
K
путем
e
-
захвата
распадается
только
10,67%
ядер
,
поэтому
число
ядер
аргона
к
настоящему
времени
будет
1/ 2
ln 2 /
Ar
0
0,1067
(1
)
t
T
N
N
e
−
=
−
.
Получаем
уравнение
1/ 2
1/ 2
ln 2 /
ln 2 /
0
0
300
0,1067
(1
),
t
T
t
T
N e
N
e
−
−
=
−
откуда
9
10
0,1067
1, 277 10
лет
ln
1,5 10
лет
.
300 0,1067
ln 2
t
⋅
⎛
⎞
= −
≈
⋅
⎜
⎟
+
⎝
⎠