Как поступить
в Онлайн-школу №1 и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

Конспект урока: Альфа- и бета-распады. Правила смещения

Ядерная физика

Альфа- и бета-распады. Правила смещения

План урока

  • Альфа-распад. Правило смещения при альфа-распаде
  • Бета-распад. Правило смещения при бета-распаде

Цели урока

  • Знать: реакции альфа- и бета-распада; реакцию превращения нейтрона в протон; как меняются зарядовое и массовое числа при альфа- и бета-распадах; правила смещения
  • Уметь записывать реакции альфа- и бета-распадов

Разминка

  • Что такое изотоп?
  • Что представляют из себя потоки альфа- и бета-лучей?
  • Как изменяется зарядовое число радиоактивного элемента в ходе радиоактивных превращений?

Альфа-распад. Правило смещения при альфа-распаде

 

Рассмотрим, как изменяются массовое и зарядовое числа радиоактивного изотопа в процессе альфа-распада - испускания ядра гелия.


Обозначим исходное радиоактивное ядро символом X, а получившееся в результате ядерной реакции ядро – символом Y. Тогда реакцию альфа-распада в общем виде можно записать следующим образом:
 

X ZAH 24e+Y Z-2A-4.
 

Ядро распадающегося радиоактивного элемента называют материнским, а получившееся после вылета альфа-частицы ядро – дочерним.

 

Правило смещения при альфа-распаде: элемент, полученный в результате альфа-распада, находится в таблице Менделеева на две клетки ближе к началу, чем исходный элемент.
 

Обычно полученное в ходе альфа-распада ядро не является радиоактивным, поэтому интенсивность альфа-излучения со временем снижается.
 

Альфа-распад наблюдается практически у всех ядер с атомной массой, превышающей значение 208. В этом случае величина ядерных сил оказывается недостаточно большой, чтобы удерживать вместе все протоны и нейтроны в ядре. Отдельные частицы или группы частиц могут покидать ядра таких элементов. В случае, если отделившаяся группа состоит из двух протонов и двух нейтронов, ядро испустило альфа-частицу.


В процессе альфа-распада сохраняется суммарное количество протонов и суммарное количество нейтронов.


Бета-распад. Правило смещения при бета-распаде

 

Теперь рассмотрим процессы, происходящие в ядре в процессе бета-распада. Вам уже известно, что бета-излучение представляет собой поток электронов. Внутри атомных ядер электроны существовать не могут, они образуются в результате превращения нейтрона n 01 в протон p 11. Данный процесс может происходить, как внутри ядра, так и со свободными нейтронами, среднее время жизни которых составляет около 15 минут. Запишем данное превращение в виде реакции:

 

n 01p 11+e -10+ν~ 00.

 

Таким образом, в результате превращения нейтрона в протон также образуется электрон e -10 и еще одна нейтральная частица с нулевой массой покоя - электронное антинейтрино ν~ 00. Обе частицы покидают ядро атома в процессе бета-распада.
 

Реакцию бета-распада в общем виде можно записать следующим образом:
 

X ZAe -10+Y Z+1A+ν~ 00.
 

При таком процессе число протонов в ядре увеличивается на единицу, а число нейтронов уменьшается на единицу, следовательно, массовое число при бета-распаде не изменяется.


В процессе бета-распада количество нейтронов в ядре уменьшается на единицу, а количество протонов увеличивается на единицу.
 

Общее количество нуклонов не изменяется.


Правило смещения при бета-распаде: элемент, полученный в результате бета-распада, находится в таблице Менделеева на одну клетку ближе к концу, чем исходный элемент.


При рассмотренных радиоактивных превращениях дочерние ядра всегда оказываются более стабильными. Это связано с тем, что их удельная энергия связи всегда больше удельной энергии связи материнского ядра.


В результате альфа- и бета-распадов продукты распада движутся с ускорением, что приводит к возникновению электромагнитного излучения.


Свободный протон не может превратиться в нейтрон, так как его масса меньше массы нейтрона и он не обладает достаточной энергией. Но, если ядро обладает избытком энергии, такой процесс становится возможным. В результате такого превращения из ядра вылетает позитрон (антиэлектрон) e +10 и электронное нейтрино ν 00:

p 11n 01+e +10+ν 00.
 

Позитрон – это частица, масса которой равна массе электрона, а заряд равен модулю заряда электрона (так называемая античастица электрона).

 

Итоги

 

  • Реакция альфа-распада в общем виде: X ZAH 24e+Y Z-2A-4;
  • Правило смещения при альфа-распаде: элемент, полученный в результате альфа-распада, находится в таблице Менделеева на две клетки ближе к началу, чем исходный элемент;
  • Реакция превращения нейтрона в протон: n 01p 11+e -10+ν~ 00;
  • Реакция бета-распада в общем виде: X ZAe -10+Y Z+1A+ν~ 00;
  • Правило смещения при бета-распаде: элемент, полученный в результате бета-распада, находится в таблице Менделеева на одну клетку ближе к концу, чем исходный элемент.


Контрольные вопросы

 

1. Сформулируйте правило смещения при альфа-распаде.
2. Как изменится массовое число материнского ядра при испускании двух альфа-частиц?
3. Сформулируйте правило смещения при бета-распаде.


Ядерные реакции. Деление и синтез ядер. Ядерная энергетика. Источники энергии Солнца и звёзд

Ядерная физика
  • В поисках путей модернизации. Европа меняющаяся

    История

  • Повседневная жизнь и мировосприятие человека XIX века

    История

  • Век демократизации. «Великие идеологии»

    История