Как поступить
в Онлайн-школу 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

25.02.2024
5143
0

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 число 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 при бета-распаде. 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 ещё 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.


Предыдущий урок
Регистрация ядерных излучений. Влияние радиоактивных излучений на живые организмы. Дозиметрия. Экологические проблемы ядерной энергетики
Ядерная физика
Следующий урок
Статика. Равновесие тела. Момент силы. Условия равновесия твёрдого тела. Применение условий равновесия при решении задач статики
Статика
Урок подготовил(а)
teacher
Андрей Михайлович
Учитель физики
Опыт работы: 12 лет
Поделиться:
  • Informal email describing people. Неформальное письмо - описание человека

    Английский язык

  • Транспорт веществ в организме. Удаление из организма конечных продуктов обмена

    Биология

  • Создание Web-сайта: технологии создания сайта, содержание и структура сайта

    Информатика

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке