Типы радиоактивности

Радионуклиды распадаются на дочерние нуклиды вместе с испусканием частиц или электромагнитного излучения. Основные ядерные выбросы включают альфа-частицы, бета-частицы, позитроны, нейтроны, гамма-лучи и рентгеновские лучи. Альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов, напоминая ядро гелия-4.

Каждая из этих частиц имеет заряд плюс два. Альфа-распад уменьшает атомный номер на два и массовое число на четыре, например как превращение полония-210 в свинец-206. Бета-минус распад это испускание высокоэнергетических электронов из ядра путем превращения нейтрона в протон.

Дочерний нуклид имеет дополнительный протон, и его атомный номер на единицу больше, чем у родительского нуклида. В процессе количество нейтронов уменьшается на единицу;однако количество протонов увеличивается на единицу. Таким образом, массовое число остается неизменным.

Бета-плюс распад это превращение протона в нейтрон с испусканием положительно заряженной частицы из ядра. Эта частица имеет ту же массу, что и электрон, что делает ее античастицей электрона, и называется позитроном. Вылетевший позитрон уменьшает атомный номер дочернего нуклида на единицу.

Позитрон недолговечен, потому что он быстро сталкивается с электронами, и обе частицы аннигилируют. Их энергия выделяется в виде двух гамма-лучей, с энергией 511 килоэлектронвольт. Гамма-излучение также происходит, когда возбужденный дочерний нуклид распадается до своего основного ядерного состояния.

Таким образом, при бета-минус распаде кобальта-60 образуется никель-60 в возбужденном состоянии, который испускает два гамма-излучения, переходя в основное ядерное состояние. Массовое число и атомный номер не изменяются при гамма-распаде. Эмиссия гамма-излучения происходит в сочетании с другими реакциями ядерного распада.

Эмиссия нейтронов это выброс нейтрона из ядра. Это может произойти самопроизвольно, например, при распаде бериллия-13 до бериллия-12, или в ответ на бомбардировку гамма-лучами или частицами. При этом атомный номер не меняется, а массовое число уменьшается на единицу.

Превращение калия-40 в аргон-40 служит примером выделения энергии из-за захвата электронов. Ядро калия захватывает внутренний электрон в атоме, а протон превращается в нейтрон. Внешний электрон опускается на внутренний уровень, чтобы заполнить вакансию, характеризующуюся испусканием рентгеновских лучей с энергией, соответствующей переходу.

Проникающая способность альфа-частиц, которые являются наиболее массивными из ядерных частиц, очень мала, тогда как гамма-излучение проходит через большинство материалов. Нейтроны и бета-частицы могут эффективно блокироваться относительно легкими материалами.