Радиоактивни распад

Нобелова награда за физику 2022. године

Аутор: проф. др Мирољуб Дугић(Институт за физику, Природно-математички факултет, Универзитет у Крагујевцу)Нобелову награду за физику за 2022. годину поделила су тројица експерименталних физичара за област заснивања квантне механике, Ален Аспе ...

Radioaktivnost

Лако је увјерити се да језгра атома емитују радиоактивно зрачење. За алфа-честице то је очигледно с обзиром на то што се оне не налазе у омотачу атома. Да језгро емитује бета-честице доказује се хемијским методама. Ако језгро емитује бета-честицу, то значи да се позитивно наелектрисање језгра повећава за једно елементарно наелектрисање е. Ово такође значи да је језгро елемента са редним бројем Z (у периодном систему елемената) прешло (претворило се, трансмутовало се) при $\beta^{-}$ у језгро са редним бројем (Z+1). Пошто редни број елемената Z одређује његове хемијске особине,то значи да се при $\beta^{-}$ битно мијењају хемијска својства елемената. Дакле, емисија $\beta^{-}$ доводи до трансмутације елемената са редним бројем Z у елемент са редним бројем (Z+1).

С обзиром на то што је маса $\beta^{-}$ занемарљиво мала у односу на масу језгра, то је при $\beta^{-}$ не долази до промјене масеног броја А. Према томе, масени број језгра потомка исти је као и језгра родитеља. Општи облик $\beta^{-}$ -распада може се приказати следећoм релацијом

${}^A_Z X \rightarrow {}^A_{Z+1} X + \beta^{-}$ (5)

Дакле, језгро Х, са редним бројем Z и масеним бројем А, емисијом електрона ( $\beta^{-}$ -честице) прелази у језгро Y,са редним бројем(Z+1) и масеним бројем А. Ово значи да је положај родитеља и потомка у Периодном систему елемената као на слици број 6.

Аналогно $\beta^{-}$ распаду, $\beta^{+}$ се може приказати релацијом

${}^A_Z X \rightarrow {}^A_{Z-1} X + \beta^{+}$ (6)

а на Периодном систему елемената сликом број 7.

Емисија алфа-честица или алфа-распад,такође мијења наелектрисање језгра. С обзиром да је наелектрисање алфа-честице једнако двоструком елементарном наелектрисању, то новонастало језгро има мање наелектрисање за 2е.

Емисија алфа-честица доводи до трансмутације елемента са редним бројем Z у елеменат са редним бројем (Z-2).

Пошто маса алфа-честице приближна 4 ajm, то је код алфа-распада маса језгра потомка мања од језгра родитеља за 4. Алфа-распад може се приказати слиједећом релацијом

${}^A_Z X \rightarrow {}^{A-4}_{Z-2} X + \alpha$ (7)