Схема распада
Схема распада радиоактивного . вещества представляет собой графическое изображение всех переходов, происходящих при распаде, и их взаимосвязи Примеры показаны ниже.
Полезно представить схему распада как помещенную в систему координат, где вертикальная ось — это энергия, возрастающая снизу вверх, а горизонтальная ось — число протонов, увеличивающееся слева направо. Стрелки указывают испускаемые частицы. Для гамма-лучей (вертикальные стрелки) указаны энергии гамма-излучения; для бета-распада (косая стрелка) – максимальная бета-энергия.
Примеры
[ редактировать ]
Эти отношения могут быть весьма сложными; Здесь показан простой случай: схема распада радиоактивного кобальта изотопа кобальт-60 . [1] 60 Co распадается путем испускания электрона ( бета-распад ) с периодом полураспада 5,272 года в возбужденное состояние . 60 Ni, который затем очень быстро распадается до основного состояния 60 Это происходит через два гамма-распада.
Все известные схемы распада можно найти в Таблице Изотопов ., [2] [3]
Никель находится правее кобальта, так как его протонное число (28) на единицу больше, чем у кобальта (27). При бета-распаде число протонов увеличивается на единицу. Для распада позитрона, а также для альфа-распада (см. ниже) косая стрелка будет идти справа налево, поскольку в этих случаях число протонов уменьшается.
Поскольку энергия сохраняется и испускаемые частицы уносят энергию, в схеме распада стрелки могут идти только вниз (вертикально или под углом).
Здесь показана несколько более сложная схема: распад нуклида 198 В [4] который можно получить путем облучения природного золота в ядерном реакторе . 198 Au распадается посредством бета-распада в одно из двух возбужденных состояний или в основное состояние ртути . изотопа 198 рт. ст. На рисунке ртуть находится справа от золота, поскольку атомный номер золота 79, ртути — 80. Возбужденные состояния распадаются за очень короткое время (2,5 и 23 пс соответственно; 1 пикосекунда — это миллионная доля миллионную долю секунды) в основное состояние.
В то время как возбужденные ядерные состояния обычно очень недолговечны и распадаются почти сразу после бета-распада (см. выше), возбужденное состояние изотопа технеция, показанное здесь справа, сравнительно долгоживущее. Поэтому его называют « метастабильным » (отсюда и буква «м» в 99 м Тс [5] ). Он распадается до основного состояния посредством гамма-распада с периодом полураспада 6 часов.
Здесь, слева, у нас теперь есть альфа-распад . Это распад элемента полония. [6] открытый Марией Кюри с массовым числом 210. Изотоп 210 Ро — предпоследний член ряда распада урана-радия ; он распадается на стабильный изотоп свинца с периодом полураспада 138 дней. Почти во всех случаях распад происходит через испускание альфа-частицы с энергией 5,305 МэВ . Лишь в одном случае из 100 000 появляется альфа-частица меньшей энергии; в этом случае распад приводит к возбужденному уровню 206 Pb, который затем распадается до основного состояния посредством гамма-излучения.
Правила выбора
[ редактировать ]
Альфа-бета- и гамма-лучи могут излучаться только при соблюдении законов сохранения (энергии, момента импульса, четности). Это приводит к так называемым правилам отбора .
Приложения для гамма-распада можно найти в разделе «Многополярность гамма-излучения» . Чтобы обсудить такое правило в конкретном случае, необходимо знать угловой момент и четность для каждого состояния. На рисунке показано 60 Снова схема распада Co со спинами и четностями, заданными для каждого состояния.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ KHLieser Введение в ядерную химию (1991), стр. 223, рис. (7-22); ISBN 3-527-28329-3
- ^ CM Lederer, JM Hollander, I. Perlman: Таблица изотопов, Wiley (1968)
- ^ ie.lbl.gov/toi/
- ^ KHLieser, Ядерная и радиохимия (2001), стр.61, рис. 5.12; ISBN 3-527-30317-0
- ^ Х. Кригер, Основы радиационной физики и радиационной защиты (2007), стр.117, рис. 3.15; ISBN 978-3-8351-0199-9
- ^ KHLieser, Ядерная и радиохимия (2001), стр. 52, рис. 5.4; ISBN 3-527-30317-0
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
