19

dN

dE

Отметим, что при -распаде любого типа правила смещения выпол-

няются, при этом считается, что для электрона А = О, Z = -1, для позитро-

на А = 0, Z = +1.

Примером -распада может служить реакция превращения изотопа

тория 234Th в протактиний 234Pa

-распад. При этом распаде из материнского ядра вылетают пози-

трон 01 ~е и нейтрино и образуется дочернее ядро с тем же массовым числом, но с уменьшенным на единицу атомным номером

20

Примером -распада может служить реакция превращения изотопа

13 N в углерод 13 C

-распаду, хотя в этом случае процессы происходят и в ядре, и в элек-

тронной оболочке атома. Он заключается в захвате ядром одного электрона из К-оболочки (реже из L- или М-оболочки) своего атома, при этом из ядра испускается нейтрино

Место в электронной оболочке, освобожденное захваченным электроном, заполняется электронами из вышерасположенных электронов своего атома, что сопровождается выделением энергии в виде рентгеновских лучей, таким образом е-захват сопровождается рентгеновским излучением. Приме-

ром е-захвата может служить превращение изотопа калия Примером е-

захвата может служить превращение изотопа калия 40 K в аргон 40 Ar

4019 K 01e 4018 Ar

Основные особенности -распада:

1. Все энергетические -спектры являются непрерывными (в отли-

чие от -спектров). Во всех случаях кривая спектра начинается с нуля и ограничена со стороны больших энергий (рис. 3). Наибольшая энергия

Emax , которой могут обладать испущенные -частицы, называется верх-

ней границей -спектра. Эта энергия является характеристикой источни-

ка -лучей.

2. Средняя энергия испускаемых частиц обычно близка к 1/ 3Emax

и для естественных радиоактивных изотопов заключена в пределах О.25 – О.45 МэВ.

3. Изучение -распада привело к открытию нейтрино, уносящего часть энергии реакции.

21

dN

dE

E

Рис. 3. -спектр

2.6. Гамма-излучение

Основные особенности -излучения

1.-лучи как самостоятельный вид естественной радиоактивности не встречается и обычно сопровождает - и -распады.

2.-лучи испускаются не материнским, а дочерним ядром, которое

вмомент своего образования оказывается возбужденным и обладает избыточной энергией по сравнению с обычным, не возбужденным состоя-

нием.

3. Возбужденное дочернее ядро за малое время (10-14…10-13 с) пере-

ходит в нормальное (или менее возбужденное) состояние и при этом ис-

пускает -лучи.

4. Энергетический спектр -лучей дискретен. Дискретный характер спектра -лучей доказывает, что энергетическое состояние ядер также

дискретно.

2.7. Протонная и двухпротонная радиоактивность

Открывшиеся возможности получения сильно протоноизбыточных ядер привели к экспериментальному обнаружению двух новых видов распада: протонной и двухпротонной радиоактивности. До определенного времени считалось, что в широком интервале массовых чисел для изото-

пов, устойчивых по отношению к -распаду, испускание протона в отличие

22

от -распада энергетически невыгодно. Доказательством тому служил тот простой факт, что четыре нуклона в свободной -частице связаны значительно сильнее, чем в любом тяжелом ядре. Для испускания же ядром про-

тона требуется энергия порядка нескольких мегаэлектронвольт, соответствующая его энергии связи в дочернем ядре.

Между тем при очень сильном продвижении от стабильных изотопов в сторону протонного избытка ядра становятся способными испускать про-

тоны в основном за счет увеличивающегося вклада кулоновского члена и члена, учитывающего влияние симметрии в уравнении энергии связи ядра.

Успехи в области ускорительной техники и физических методик позволили существенно продвинуться в область суперпротоноизбыточных ядер и впервые наблюдать протонные излучатели, такие как

171Аu, 185Вi (ядра, отстоящие на 16 – 18 нейтронов от стабильных).

Возможность существования нового типа радиоактивного распада – двухпротонного была предсказана В.И. Гольданским. Этот процесс должен наблюдаться для протоноизбыточных легких ядер (Z 50) с четным Z. Такие ядра, будучи устойчивыми к испусканию одного протона, могут ока-

заться нестабильными к испусканию сразу двух протонов ввиду того, что за счет спаривания нуклонов энергия связи последнего (четного) протона в ядре (ZA) может быть положительной в отличие от энергии связи последнего (нечетного) протона в ядре ((Z- 1)А-1).

2.8.Кластерная радиоактивность

В1984 году учеными Оксфордской лаборатории в Англии был обна-

ружен радиоактивный распад 223Ra с вылетом ядер 14С. В настоящее время радиоактивный распад с вылетом частиц, промежуточных по массе между

-частицами и осколками деления (14 C,24 Ne,28 Mg,32 Si ), найден более чем у десяти нуклидов от радия до плутония. Этот вид радиоактивного распада получил название кластерной радиоактивности. Открытие нового вида радиоактивности поставило вопрос о месте этого явления в общей картине радиоактивного распада. При теоретическом описании этого типа распада проводилась аналогия по сравнению с двумя другими известными видами радиоактивности с испусканием составных частиц: спонтанным делением и -распадом. Исследование основных особенностей деления