Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика


§ 222. Искусственная радиоактивность



Pdf көрінісі
бет299/346
Дата19.01.2022
өлшемі6,71 Mb.
#24105
түріУчебник
1   ...   295   296   297   298   299   300   301   302   ...   346
Байланысты:
Ð Ð Ð½Ð Ñ Ð ÐµÑ Ð³ Ð Ð ÐÐ ÐµÐ¼ÐµÐ½Ñ Ð Ñ Ð½Ñ Ð¹ Ñ Ñ ÐµÐ

§ 222. Искусственная радиоактивность. Исследуя ядерные

расщепления, французские физики

Фредерик Жолио-Кюри

(1900–1958) и Ирен Кюри (1897–1955) обнаружили (в 1934 г.),

что

во

многих



случаях

п р о д у к т ы р а с щ е п л е н и й

р а д и о а к т и в н ы. Радиоактивные вещества, образующиеся

в результате ядерных реакций, получили название искусствен-



но-радиоактивных в отличие от естественно-радиоактивных

веществ, встречающихся в природных минералах (см. § 211).

Искусственно-радиоактивные вещества могут получаться при

весьма разнообразных ядерных реакциях. Примером может слу-

жить реакция захвата нейтронов серебром. Для проведения та-

кой реакции достаточно поместить пластинку серебра поблизо-

сти от источника нейтронов, окруженного парафином. Как было

указано в § 221, в парафине нейтроны замедляются, а медлен-

ные нейтроны легко захватываются ядрами и вызывают ядер-

ную реакцию. Пластинка серебра не претерпевает под действием

нейтронов никаких видимых изменений. Однако мы легко мо-

жем убедиться, что какие-то изменения произошли, если пла-

стинку серебра, подвергавшуюся в течение нескольких минут

облучению медленными нейтронами, поднесем к газоразрядному

счетчику. Счетчик обнаружит, что пластинка с т а л а р а д и о-

а к т и в н о й, т. е. испускает излучение, регистрируемое счет-




554

Гл. XXIV. Атомные ядра и ядерная энергия

чиком; можно убедиться, что испускаются электроны (β-излу-

чение). При этом обнаруживается, что радиоактивность, при-

обретенная серебром, постепенно ослабевает, спадая вдвое за

каждые 2,3 мин. Таким образом, в обычном серебре образовалось

какое-то радиоактивное вещество, обладающее периодом полу-

распада в 2,3 мин. Вспомогательные эксперименты, равно как

и теоретические соображения, показывают, что данная ядерная

реакция происходит по схеме

107


47

Ag + n


108


47

Ag + γ


(222.1)

(буква γ в правой части (222.1) показывает, что при этой реак-

ции испускается γ-излучение). Образующиеся при этом атомы

изотопа серебра

108

Ag оказываются β-радиоактивными и распа-



даются, испуская электроны и нейтрино (символ ν)

1

) и превра-



щаясь в атомы устойчивого изотопа кадмия:

108


47

Ag

−−−−−−→



T =

2,3 мин


108

48

Cd + e



+ ν


(подпись под стрелкой указывает, что период полураспада ра-

вен 2,3 мин). Радиоактивность изотопа

108

Ag объясняет, почему



в природном серебре, представляющем смесь изотопов с массовы-

ми числами 107 и 109, не встречается изотоп с массовым числом

108: такой изотоп обладает малой продолжительностью жизни

и распадается практически полностью вскоре после образования.

Искусственная радиоактивность — весьма распространенное

явление: в настоящее время получено по нескольку искусст-

венно-радиоактивных изотопов для каждого из элементов пе-

риодической системы. Общее число известных искусственно-ра-

диоактивных изотопов превышает 1500, тогда как естествен-

но-радиоактивных изотопов существует лишь около 40, а число

устойчивых (нерадиоактивных) изотопов равно 260.

Все три типа излучений — α, β и γ, характерные для

естественной радиоактивности, — испускаются также и искусст-

венно-радиоактивными веществами

2

). Однако среди искусствен-



но-радиоактивных веществ часто встречается еще иной тип рас-

пада, не свойственный естественно-радиоактивным элементам.

Это — распад с испусканием позитронов — частиц, обладающих

м а с с о й э л е к т р о н а, но несущих

п о л о ж и т е л ь н ы й

1

) См. примечание на с. 534.



2

) Испускание α-частиц наблюдается только у элементов, расположенных

в конце периодической системы Менделеева.



Гл. XXIV. Атомные ядра и ядерная энергия

555


з а р я д. По абсолютной величине заряды позитрона и электрона

равны.


В качестве примера образования позитронно-активного веще-

ства приведем реакцию, открытую Жолио-Кюри:

27

13

Al +



4

2

He



30

15



P + n.

При облучении алюминия α-частицами испускается нейтрон

и образуется изотоп фосфора с массовым числом 30. Естествен-

ный фосфор содержит только один изотоп с массовым числом

31. Получаемый по приведенной реакции изотоп фосфора

30

15



P яв-

ляется радиоактивным и распадается с испусканием позитронов

(символ e

+

) и нейтрино по схеме



30

15

P



−−−−−−→

T =


2,5 мин

30

14



Si + e

+

+ ν.



Период полураспада фосфора

30

15



Р равен 2,5 мин.; продуктом его

распада является устойчивый изотоп кремния

30

14

Si.





Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   295   296   297   298   299   300   301   302   ...   346




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет