Радиактивті трленулер.

Э. Резерфод пен П. Кюри радиоактивтік кезіндегі суле шыаруды табиатын зерттеу барысында оны рамы крделі екенін анытайды. Радиоактивті радий орасыннан жасалан калы абатты ыдысты ішінде орналасан. Ыдысты ортасында цилиндр пішінді арна бар. Ыдысты тбіндегі радийден шыан сулелерге оан перпендикуляр баытта кшті магнит рісі сер етеді. Арнаны арсысында фотопластина бар. Барлы ондыры вакуумде орналастырылан. 8.6-суретте крсетілгендей радийден шыатын сулелер аыны магнит рісінен ткеннен кейін ш шоа блінген. Шотарды осылайша блінуін фотопластинадаы арайан заттарды орындары бойынша анытайды. Оларды сйкесінше (альфа)-суле, (бета)-суле жне (гамма)-суле деп атаан. -суле дегеніміз — о арядталан блшектер (-блшек) аыны, -суле дегеніміз—те шапша озалатын жне жылдамдытары бірдей емес теріс зарядталан блшектер (-блшек) аыны болып шыты. Магнит рісінде ауыту брышыны р трлі болуы -блшек пен -блшекті массаларыны бірдей емес екенін, рі арама-арсы зарядталанын крсетеді. -сулесі магнит рісінде ауытымайтын, жиілігі те жоары электромагниттік сулелену кванты екен.

Альфа-ыдырау

-блшегіні табиатын 1908 жылы Резерфорд кптеген эксперименттік зерттеулер нтижесінде анытады. Альфа-ыдырауы кезінде ядродан здігінен -блшек — гелий атомыны ядросы Не (екі протон жне екі нейтрон) шып шыады жне жаа химиялы элементті туынды ядросы пайда болады.

Альфа-ыдырау кезінде атом ядросы зарядты саны екіге жне массалы саны тртке кем туынды ядроа трленеді. Жаа элемент Менделеев кестесіндегі периодты жуйені бас жаына арай екі орына ыысады:

мндаы — аналы ядроны белгісі, — туынды ядроны табасы. Гелий атомыны ядросы болып табылатын -блшек шін белгісін пайдаланды

Атом ядросыны альфа-блшек шыарып баса ядроа з бетінше айналу процесі альфа-ыдырау деп аталады. Реттік нмірлері Z > 82 ауыр элементтерді барлыыны дерлік ядролары альфа-радиоактивті ядролар болып табылады. Ыдырау тмендегі сызбанса бойынша жреді:

Х- ыдырайтын ядроны, ал У- тзілген ядроны химиялы символы. Альфа-ыдырау нтижесінде бастапы ядромен салыстыранда тзілген ядроны реттік нмірі 2 бірлікке, ал массалы саны 4 бірлікке кеміді. Мысалы: уран изотопы ыдыраанда торий изотопы тзіледі:

детте ядроны альфа-ыдырауымен атар тзілетін ядроны гамма сулелерін шыаруы абаттаса жреді.

 

Бета-ыдырау

-сулесіні табиатын 1899 ж Резерфорд ашан болатын. Ол шапша озалатын электрондар аыны. -блшекті деп белгілейді. Массалы санны болуы, электронны массасы массаны атомды бірлігімен салыстыранда елеусіз аз екенін крсетеді. Ыысу ережесін бета-ыдырауа олданайы.

Бета-ыдырау кезінде атом ядросыны зарядты саны бір заряд бірлігіне артады, ал массалы сан згермейді. Жаа элемент Менделеев кестесіндегі периодты жйені соына арай бір орына ыысады:

мндаы — электрлік заряды нлге те, тынышты массасы жо электронды антинейтрино деп аталатын блшек.

Электронды бета-ыдырау былысы идеп атом ядросыны з бетінше электронды шыару жолымен баса ядроа трленуін айтады.

Электронды бета-ыдырау мына сызбанса бойынша жреді:

Нейтрондарды біреуі протона айналанда ядроны заряды оса артады. Мысалы:

Соы ядроны массалы саны брыны кйінде алады, себебі ядродаы нуклондар саны згермейді.

Бета-ыдырауымен атар гаммаіні шыарылуы осарлана жруі ммкін. Гамма-сулелеріні пайда болу механизмі альфа-ыдырауы кезіндегі сияты – соы ядро тек негізгі кйде емес, сол сияты оздырылан кйлерде де орналаса алады. Кейін энергиясы аз кйге ткенде ядро гамма-сулелерін шыарады.

Бета-блшектерді спектрі ттас болады.

 

Ядроны зарядты саны бірлік заряда кемиді, нтижесінде элемент Менделеев кестесіндегі периодты жйені бас жаына арай бір орына ыысады:

мндаы позитрон, электронны антиблшегі, массасы электронны массасына те.

Аналы жне туынды ядролар — изобаралар.

Гамма-ыдырау

1900 жылы Вилaрд ядролы суле шыаруды рамындаы шінші компонентті бар екенін тапты, оны гамма (у)-суле шыару деп атаан. Гамма-суле шыару магнит рісінде ауытымайды, демек, оны заряды жо. Гамма-суле шыару радиоактивтік ыдырауды жеке бір трі емес, ол альфа жне бета-ыдыраулармен абаттаса тетін процесс. Жоарыда айтанымыздай, туынды ядро озан кйде болады. озан кйдегі ядро атом сияты, жоары энергетикалы дегейден тменгі энергетикалы дегейге ткенде, энергиясы бар гамма-квантын шыарады, мндаы —озан, — алыпты кйдегі энергиялар (8.10-сурет). Ядродан шыатын -сулелері дегеніміз — фотондар аыны болып шыты.

Гамма-ыдырауды формуласын жазайы:

мндаы — озан аналы ядро, — оны алыпты кйдегі нуклиді. 8.10-суретте бор ядросыны -ыдырауыны сызбасы крсетілген. -сулесіні толын зындыы те ыса болып келеді: = 10-8 / 10-11 см. Сондытан радиоактивті сулелерді ішінде -сулесіні тімділік абілеті е жоары, ол 8.11-суретте крсетілгендей алыдыы 10 см орасын абатынан тіп кетеді. Гамма-квантты тімділік кабілеті те жоары, ауадаы еркін жру жолыны зындыы 120 м.

Жасанды радиоактивтілік.Француз физиктері Ф. Жолио-Кюри жне И. Жолио-кюри 1934 жылы альфа-блшектерімен атылаанда алюминий ядросы фосфор ядросына айналатынын жне еркін нейтрондарды шыатынын байаан:

Алынан фосфор ядросы радиоактивтілік байатып, тмендегі сызбанса бойынша ыдырайды:

Мндаы е+ - позитрон, - нейтрино.

Радиоактивтік ыдырауды негізгі заы.Радиоактивтік ыдырау уаыт ткен сайын ыдырамаан бастапы ядроларыны санын азайтады. Кез-келген радиоактивтік изотопты ядроларыны ыдырауы мына заа баынады.

Осы тедеу радиоактивтік ыдырауды негізгі заы деп аталады. Мндаы N0 t=0 мезетіндегі радиоактивті ядроларды саны, ал N – кез-келген t уаыт мезетіне дейін ыдырамай алан ядроларды саны Т символы – радиоактивтік изотопты тріне байланысты болатын траты шама. Осы тратыны жартылай ыдырау периоды деп атайды. Жартылай ыдырау периодына те уаыт ішінде радиоактивтік ядроларды бастапы саны екі есе азаяды.

азіргі уаытта белгілі радиоактивтік ядроларды жартылай ыдырау периоды жыл аралыында жатыр.

Кез келген химиялы элеметті атомды ядросы о зарядты протондар мен электр зарядсыз нейтрондардан трады. Протон заряды абсолют шамасы бойынша электрон зарядына те. Протондар мен нейтрондарды жалпылама нуклондар деп атайды.ядродаы Z протондар саны (ядроны заряды Ze) Менделеевті периодты жйесіндегі сйкес химиялы элементті атомды нміріне те. Ядродаы нейтрон саны N рпімен белгіленеді.

Ядродаы нуклондарды жалпы саны ядроны массалы саны деп аталады: А=Z+N. Ядроны белгілеуді символы: , мндаы Х – берілген химиялы элемент атомыны периодты жйедегі белгіленуі. Зарядтары бірдей, массалы сандары ртрлі ядролар изотоптар деп аталады. Мысалдар: сутегіні изотоптары. жне ; уран изотоптары. .

Протон мен нейтронны тынышты массалары: