§ 8. З’ява радыеактыўнасці

У 1896 годзе А. Бекерэль, вывучаючы солі ўрану, выявіў, што яны выпускаюць невядомае раней выпраменьванне. Гэтая з’ява атрымала назву радыеактыўнасці.

Радыеактыўнасць (або радыеактыўны распад) — гэта самаадвольнае ператварэнне нестабільных атамных ядраў адных хімічных элементаў у ядры іншых элементаў, якое суправаджаецца выпусканнем часціц высокай энергіі, а таксама жорсткім электрамагнітным выпраменьваннем.

Такое ператварэнне не з’яўляецца хімічнай рэакцыяй.

У залежнасці ад прыроды часціц, якія выпускаюцца, адрозніваюць некалькі відаў радыеактыўнага распаду атамных ядраў. Падрабязна іх вывучае ядзерная фізіка. Мы разгледзім два з іх — α- і β-распад.

Альфа-распад суправаджаецца выпусканнем α-часціц — дадатна зараджаных ядраў гелію, якія змяшчаюць два пратоны і два нейтроны He presubscript 2 presuperscript 4. Гэты распад можна паказаць у выглядзе ўраўнення ядзернай рэакцыі:

straight X presubscript Z presuperscript A space rightwards arrow space straight Y presubscript Z minus 2 end presubscript presuperscript A italic minus italic 4 end presuperscript space plus He presubscript space 2 end presubscript presuperscript 4 comma

дзе X — няўстойлівае ядро з атамным нумарам Z і масавым лікам А; Y — ядро, якое ўтварылася і атамны нумар якога на 2 адзінкі, а масавы лік — на 4 адзінкі меншы, чым у зыходнага ядра. Прыкладам такога распаду з’яўляецца распад радыю-226 з утварэннем газападобных радону-222 і гелію-4:

Ra presubscript 88 presuperscript 226 space rightwards arrow Rn presubscript 86 presuperscript space 222 end presuperscript space plus space He presubscript 2 presuperscript 4.

Пры складанні ўраўненняў ядзерных рэакцый варта ўлічваць, што сума зарадаў (Z) і сума масавых лікаў (А) у абедзвюх частках ураўнення павінны быць роўныя.

Бэта-распад звязаны з выпусканнем ядром β-часціцы — электрона (straight e presubscript negative 1 end presubscript presuperscript 0). Пры гэтым зарад новага ядра павялічваецца на адзінку, а яго масавы лік А не змяняецца:

straight X presubscript Z presuperscript A space rightwards arrow straight Y presubscript Z plus 1 end presubscript presuperscript A space plus straight e presubscript negative 1 end presubscript presuperscript 0.

Напрыклад, пры β-распадзе вугляроду-14 утвараецца азот-14:

straight C presubscript 6 presuperscript 14 rightwards arrow straight N presubscript 7 presuperscript 14 space plus straight e presubscript negative 1 end presubscript presuperscript 0.

Электроны ўзнікаюць пры распадзе нейтрона (straight n presubscript 0 presuperscript 1) на электрон (straight e presubscript negative 1 end presubscript presuperscript 0) і пратон (straight p presubscript 1 presuperscript 1):

straight n presubscript 0 presuperscript 1 space rightwards arrow space straight p presubscript 1 presuperscript 1 space plus straight e presubscript negative 1 end presubscript presuperscript 0.

Часта радыеактыўныя ператварэнні суправаджаюцца гама-выпраменьваннем. Яно ўяўляе сабой жорсткае электрамагнітнае выпраменьванне з даўжынёй хвалі 10–10–10–13 м.