Элементы физики ядра (стр. 2 из 2)
Радиоактивность, наблюдающаяся у ядер, существующих в природных условиях, называется естественной.
Радиоактивность ядер, полученных посредством ядерных реакций, называется искусственной.
Виды радиоактивного излучения:
α–излучение
Отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает высокой ионизирующей способностью и малой проникающей способностью. Представляет собой поток ядер гелия; заряд α–частицы равен +2е, а масса совпадает с массой ядра изотопа гелия
. По отклонению α–частиц в электрическом и магнитном полях был определен их удельный заряд 
(рис. 12.4),значение которого подтвердило правильность представлений об их природе.β–излучение
Отклоняется электрическим и магнитным полями; его ионизирующая способность значительно меньше (примерно на два порядка), а проникающая способность гораздо больше, чем у α–частиц. Представляет собой поток быстрых электронов.
γ–излучение
Не отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает относительно слабой ионизирующей способностью и очень большой проникающей способностью, при прохождении через кристаллы обнаруживает дифракцию. Представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение с чрезвычайно малой длиной волны
м и вследствие этого – ярко выраженными корпускулярными свойствами, т. е. является потоком частиц – γ-квантов (фотонов). 
Рис. 12.4
Закон радиоактивного распада
Закон самопроизвольного радиоактивного распада основывается на двух предположениях:
1) постоянная распада не зависит от внешних условий;
2) число ядер, распадающихся за время dt, пропорционально наличному количеству ядер.
Эти предположения означают, что радиоактивный распад является статистическим процессом и распад данного ядра является случайным событием, имеющим вероятностный характер.
Предположим, что в момент времени t было Nрадиоактивных ядер,
а в момент времени t+dt осталось N–dNнераспавшихся ядер.
Убыль числа ядер за время
определяется как: 
.Можно считать, что число ядер, распадающихся за время
, пропорционально Nи : 
,где
– постоянная распада. Интегрирование этого равенства дает 
– основной закон радиоактивного распада.Формулировка основного закона радиоактивного распада:
число еще нераспавшихся ядер N убывает со временем по экспоненте
(см. рис. 12.5). Здесь N – число нераспавшихся ядер к моменту времени t; 
– начальное число нераспавшихся ядер (в момент времени
). 
Рис. 12.5
Интенсивность радиоактивного распада характеризуют числом ядер, распадающихся в единицу времени
. Ее называют активностью А. Таким образом, активность 
.
Ее измеряют в беккерелях (Бк), 1 Бк = 1 распад/с; а также в кюри (Ки), 1 Ки = 3.7
Бк.Период полураспада
Период полураспада
– промежуток времени, за который в среднем число нераспавшихся ядер уменьшается вдвое (см. рис. 12.5).Подставляя
в формулу, выражающуюосновной закон радиоактивного распада, получим: 
.Для известных в настоящее время радиоактивных ядер варьируется от
с до 
лет.Среднее время жизни радиоактивного ядра
Количество ядер, распавшихся за промежуток времени (t,
), равно 
.Время жизни каждого из ядер равно t. Следовательно, сумма времен жизни всех
имевшихся первоначально ядер определяется интегрированием выражения 
по времени от 0 до 
. Разделив сумму времен жизни всех ядер на , получим среднее время жизни τ ядра: 
.Для выполнения интегрирования перейдем к новой переменной
. Интегрирование выполним по частям: 
. Таким образом, получим 
.Сравнение
с показывает, что период полураспада отличается от числовым множителем, равным
.