لقد وصلنا الآن أخيرًا إلى إجابة سؤال أصل جسيمات بيتا الغامضة. ومصدر ظهورها هو العملية العكسية لتحول البروتون إلى نيوترون، وهي: تحول النيوترون إلى بروتون. ومن الاعتبارات المنطقية، ترتبط هذه العملية بشكل مماثل بانبعاث إلكترون (نفس جسيم بيتا). بعد كل شيء، فإن فقدان الشحنة السالبة يعادل الحصول على شحنة موجبة. ولكن أين يمكن العثور على شحنة سالبة في نيوترون غير مشحون تمامًا وإطلاقها؟
في الواقع، إذا كان كل شيء يقتصر فقط على انبعاث جسيم سالب الشحنة، فسيكون ذلك مستحيلا بكل بساطة. لقد اعتاد الفيزيائيون عبر قرون من الخبرة على فكرة أنه لا يمكن للشحنة السالبة ولا الموجبة أن تنشأ من لا شيء. تمامًا مثلما لا يمكن لأي من هذه التهم أن تختفي دون أي أثر. هذا هو قانون حفظ الشحنة الكهربائية.
في الواقع، لا يقوم النيوترون بإطلاق جسيم بيتا فحسب؛ وفي الوقت نفسه، يشكل أيضًا بروتونًا، والذي يوازن تمامًا الشحنة السالبة للأخير ويحافظ على الحياد العام. وبالتالي، في المجموع لا يتم تشكيل أي رسوم إضافية. وبالمثل، عندما يلتقي إلكترون بالبوزيترون ويفني، فإن صافي التغير في الشحنة يكون أيضًا صفرًا.
عندما يطلق بروتون بوزيترونًا ليتحول إلى نيوترون، يكون للجسيم الأصلي (البروتون) وحدة شحنة موجبة، كما يكون للجسيمين الناتجين (النيوترون والبوزيترون) شحنة إجمالية قدرها +1.
كما أن النواة قادرة على امتصاص الإلكترون، ثم يتحول البروتون الموجود داخل النواة إلى نيوترون. يشكل الإلكترون والبروتون (شحنتهما الإجمالية صفر) نيوترونًا عديم الشحنة. عادةً، تلتقط النواة إلكترونًا من الغلاف K الأقرب إليها، لذلك تسمى هذه العملية بالتقاط K. على الفور، يشغل المكان الشاغر إلكترون من الغلاف L الأبعد، والذي يصاحبه إطلاق الطاقة على شكل أشعة سينية. تم وصف هذا التأثير لأول مرة في عام 1938 من قبل الفيزيائي الأمريكي إل ألفاريز. كقاعدة عامة، التحولات الكيميائية التي تنطوي على حركة الإلكترونات لا تؤثر على التفاعلات النووية. ولكن بما أن التقاط K لا يشمل النوى فحسب، بل يشمل أيضًا الإلكترونات، فإن هذه العملية ترتبط إلى حد ما بالتغيرات الكيميائية.
تفتح أجهزة تخزين الأيونات الثقيلة فرصًا جديدة بشكل أساسي في دراسة خصائص النوى الغريبة. على وجه الخصوص، فهي تسمح بتراكم واستخدام الذرات المتأينة بالكامل - النوى "العارية" على المدى الطويل. ونتيجة لذلك يصبح من الممكن دراسة خواص النوى الذرية التي لا تتمتع ببيئة إلكترونية والتي لا يوجد فيها تأثير كولوم للغلاف الإلكتروني الخارجي مع النواة الذرية.
أرز. 2.3 مخطط الالتقاط الإلكتروني في النظير (يسار) والذرات المتأينة بالكامل و(يمين)
تم اكتشاف الاضمحلال إلى الحالة المقيدة للذرة لأول مرة في عام 1992. وقد لوحظ اضمحلال β للذرة المتأينة بالكامل إلى الحالات الذرية المقيدة. تم وضع علامة على نواة 163 Dy باللون الأسود على الرسم البياني N-Z للنواة الذرية. وهذا يعني أنها نواة مستقرة. في الواقع، كونها جزءًا من ذرة محايدة، فإن نواة 163 داي مستقرة. يمكن ملء حالتها الأرضية (5/2 +) نتيجة الالتقاط الإلكتروني من الحالة الأرضية (7/2 +) لنواة 163 Ho. نواة 163 Ho، محاطة بغلاف إلكتروني، مشعة β وعمر النصف لها هو ~10 4 سنوات. ومع ذلك، هذا صحيح فقط إذا اعتبرنا النواة محاطة بغلاف إلكتروني. بالنسبة للذرات المتأينة بالكامل فإن الصورة مختلفة بشكل أساسي. الآن الحالة الأرضية للنواة 163 Dy أعلى في الطاقة من الحالة الأرضية للنواة 163 Ho والاحتمال مفتوح لاضمحلال 163 Dy (الشكل 3.2).
| → + ه - + ه . | (3.8) |
يمكن التقاط الإلكترون الناتج عن الاضمحلال في الغلاف K أو L الشاغر للأيون. ونتيجة لذلك، فإن الاضمحلال (3.8) له الشكل
→ + e - + e (في حالة ملزمة).
طاقات β-تحلل في قذائف K و L تساوي (50.3 ± 1) كيلو إلكترون فولت و (1.7 ± 1) كيلو إلكترون فولت، على التوالي. لمراقبة التحلل إلى الحالات المقيدة للقشرة K وL، تم تجميع 10 8 نوى متأينة بالكامل في حلقة تخزين ESR في GSI. خلال فترة التراكم، تم تشكيل النوى نتيجة لاضمحلال β + (الشكل 3.3).
أرز. 3.3. ديناميات تراكم الأيونات: أ - تيار أيونات Dy 66+ المتراكمة في حلقة تخزين ESR خلال مراحل مختلفة من التجربة، β - شدة أيونات Dy 66+ وHo 67+، مقاسة بواسطة كاشفات خارجية وداخلية حساسة للموضع، على التوالي
وبما أن أيونات Ho 66+ لها نفس نسبة M/q مثل أيونات الحزمة الأولية Dy 66+، فإنها تتراكم في نفس المدار. كان وقت التراكم ~ 30 دقيقة. من أجل قياس نصف عمر نواة Dy 66+، كان لا بد من تنقية الحزمة المتراكمة في المدار من خليط أيونات Ho 66+. لتنظيف الشعاع من الأيونات، تم حقن نفث غاز الأرجون بكثافة 6·10 12 ذرة/سم2 وقطر 3 مم في الحجرة، التي عبرت الشعاع الأيوني المتراكم في الاتجاه الرأسي. نظرًا لحقيقة أن أيونات Ho 66+ التقطت الإلكترونات، فقد غادرت مدار التوازن. تم تنظيف الشعاع لمدة 500 ثانية تقريبًا. وبعد ذلك تم حظر تيار الغاز واستمرت أيونات Dy 66+ وأيونات Ho 66+، التي تشكلت حديثًا (بعد إيقاف تشغيل تيار الغاز) نتيجة للتحلل، في الدوران في الحلقة. وتراوحت مدة هذه المرحلة من 10 إلى 85 دقيقة. يعتمد اكتشاف وتحديد هوية Ho 66+ على حقيقة أن Ho 66+ يمكن أن يتأين بشكل أكبر. للقيام بذلك، في المرحلة الأخيرة، تم حقن طائرة الغاز مرة أخرى في حلقة التخزين. تم تجريد الإلكترون الأخير من أيون 163 Ho 66+، مما أدى إلى ظهور أيون 163 Ho 67+. تم وضع كاشف حساس للموضع بجوار نفث الغاز، والذي سجل 163 أيون Ho 67+ الخارجة من الشعاع. في التين. يوضح الشكل 3.4 اعتماد عدد 163 نواة Ho التي تكونت نتيجة لتحلل β على وقت التراكم. يُظهر الشكل الداخلي الدقة المكانية للكاشف الحساس للموضع.
وهكذا فإن تراكم 163 نواة Ho في شعاع 163 Dy كان دليلاً على احتمالية الاضمحلال
→ + e - + e (في حالة ملزمة).
أرز. 3.4. نسبة الأيونات الابنة 163 Ho 66+ إلى الأولية 163 Dy 66+ حسب زمن التراكم. أقحم: الذروة 163 Ho 67+، المسجلة بواسطة الكاشف الداخلي
من خلال تغيير الفاصل الزمني بين تنظيف الشعاع من شوائب Ho 66+ ووقت تسجيل أيونات Ho 66+ المتكونة حديثًا في الشعاع، من الممكن قياس نصف عمر نظير Dy 66+ المتأين بالكامل. وتبين أنها تساوي ~0.1 سنة.
تم اكتشاف اضمحلال مماثل لـ 187 Re 75+. النتيجة التي تم الحصول عليها مهمة للغاية بالنسبة للفيزياء الفلكية. الحقيقة هي أن ذرات 187 Re المحايدة لها نصف عمر يبلغ 4·10 10 سنوات وتستخدم كساعات مشعة. عمر النصف لـ 187 Re 75+ هو 33 ± 2 سنة فقط. لذلك، من الضروري إجراء التصحيحات المناسبة للقياسات الفيزيائية الفلكية، لأن في النجوم، غالبًا ما يوجد 187 Re في حالة متأينة.
تفتح دراسة خصائص الذرات المتأينة بالكامل اتجاهًا جديدًا للبحث في الخصائص الغريبة للنوى، المحرومة من تأثير كولوم للغلاف الإلكتروني الخارجي.
اضمحلال بيتا اضمحلال بيتا، اضمحلال إشعاعي للنواة الذرية، مصحوبًا بانبعاث إلكترون أو بوزيترون من النواة. تحدث هذه العملية نتيجة للتحول التلقائي لإحدى نويات النواة إلى نيوكليون من نوع مختلف، وهو: تحول إما النيوترون (ن) إلى بروتون (ع)، أو البروتون إلى نيوترون. في الحالة الأولى، يطير الإلكترون (e -) من النواة - ويحدث ما يسمى بالاضمحلال β. في الحالة الثانية، يخرج البوزيترون (e +) من النواة - ويحدث اضمحلال β +. المغادرة تحت B.-r. تسمى الإلكترونات والبوزيترونات مجتمعة بجسيمات بيتا. التحولات المتبادلة للنيوكليونات مصحوبة بظهور جسيم آخر - النيوترينو ( ν
) في حالة اضمحلال β+ أو النيوترينو المضاد A، الذي يساوي إجمالي عدد النيوكليونات في النواة، لا يتغير، والناتج النووي هو تساوي بار النواة الأصلية، يقف بجوارها على اليمين في الجدول الدوري من العناصر. على العكس من ذلك، أثناء اضمحلال β +، ينخفض عدد البروتونات بمقدار واحد، ويزداد عدد النيوترونات بمقدار واحد، ويتكون إيزوبار، وهو مجاور على يسار النواة الأصلية. رمزيًا، كلا العمليتين B.-r. وتكتب على الشكل التالي: حيث -Z النيوترونات. أبسط مثال على اضمحلال بيتا هو تحول النيوترون الحر إلى بروتون مع انبعاث إلكترون ونيوترينو مضاد (نصف عمر النيوترون ≈ 13 دقيقة): مثال أكثر تعقيدًا (β - الاضمحلال - اضمحلال نظير ثقيل للهيدروجين - التريتيوم يتكون من نيوترونين (ن) وبروتون واحد (ع): من الواضح أن هذه العملية ترجع إلى اضمحلال النيوترون (النووي) المرتبط. في هذه الحالة، تتحول نواة التريتيوم المشع β إلى نواة العنصر التالي في الجدول الدوري - نواة النظير الخفيف للهيليوم 3 2 He. مثال على اضمحلال β+ هو اضمحلال نظير الكربون 11C وفق المخطط التالي: يمكن أيضًا أن يحدث تحول البروتون إلى نيوترون داخل النواة نتيجة لالتقاط البروتون لأحد الإلكترونات من الغلاف الإلكتروني للذرة. في أغلب الأحيان، يحدث التقاط الإلكترون ب.-ر. لوحظ في كل من النظائر المشعة طبيعيا والمشعة بشكل مصطنع. لكي تكون النواة غير مستقرة بالنسبة لأحد أنواع التحول بيتا (أي يمكن أن تتعرض للتحول)، يجب أن يكون مجموع كتل الجسيمات على الجانب الأيسر من معادلة التفاعل أكبر من مجموع كتل منتجات التحويل. لذلك، مع B.-r. يتم تحرير الطاقة. الطاقة ب.-ص. هيمكن حساب β من فرق الكتلة هذا باستخدام العلاقة ه = MC2,أين مع -سرعة الضوء في الفراغ . في حالة اضمحلال β أين م -كتل من الذرات المحايدة. في حالة اضمحلال β+، تفقد الذرة المحايدة أحد الإلكترونات الموجودة في غلافها، وهي طاقة b.-r. مساوي ل: أين أنا -كتلة الإلكترون. الطاقة ب.-ص. موزعة بين ثلاثة جسيمات: الإلكترون (أو البوزيترون)، والنيوترينو المضاد (أو النيوترينو) والنواة؛ يمكن لكل جسيم من جزيئات الضوء أن يحمل تقريبًا أي طاقة من 0 إلى E β، أي أن أطياف طاقتها مستمرة. فقط أثناء التقاط K، يحمل النيوترينو دائمًا نفس الطاقة. لذلك، مع β - الاضمحلال، تتجاوز كتلة الذرة الأولية كتلة الذرة النهائية، ومع β + الاضمحلال، يكون هذا الفائض على الأقل كتلتين من الإلكترون. دراسة B.-r. لقد قدمت النوى مرارا وتكرارا للعلماء ألغازا غير متوقعة. وبعد اكتشاف النشاط الإشعاعي ظهرت ظاهرة B.-r. منذ فترة طويلة يعتبر حجة لصالح وجود الإلكترونات في النوى الذرية؛ تبين أن هذا الافتراض يتناقض بشكل واضح مع ميكانيكا الكم (انظر النواة الذرية). ومن ثم فإن عدم ثبات طاقة الإلكترونات المنبعثة أثناء فترة B.-R أدى إلى عدم تصديق بعض الفيزيائيين لقانون حفظ الطاقة، لأن ومن المعروف أن النوى التي تكون في حالات ذات طاقة محددة جداً تشارك في هذا التحول. الطاقة القصوى للإلكترونات الخارجة من النواة تساوي تمامًا الفرق بين طاقات النواة الأولية والنهائية. لكن في هذه الحالة، لم يكن من الواضح أين تختفي الطاقة إذا كانت الإلكترونات المنبعثة تحمل طاقة أقل. إن افتراض العالم الألماني دبليو. باولي حول وجود جسيم جديد - النيوترينو - لم ينقذ قانون الحفاظ على الطاقة فحسب، بل أنقذ أيضًا قانونًا مهمًا آخر في الفيزياء - قانون الحفاظ على الزخم الزاوي. وبما أن الدوران (أي العزوم الجوهرية) للنيوترون والبروتون يساوي 1/2، فيجب الحفاظ على الدوران على الجانب الأيمن من معادلات B.-r. لا يمكن أن يكون هناك سوى عدد فردي من الجسيمات ذات الدوران 1/2. على وجه الخصوص، أثناء β - اضمحلال النيوترون الحر n → p + e - + ν، فقط ظهور مضاد النيوترينو يزيل انتهاك قانون الحفاظ على الزخم الزاوي. ب.-ر. يحدث في عناصر جميع أجزاء الجدول الدوري. ينشأ الميل نحو التحول بيتا بسبب وجود فائض من النيوترونات أو البروتونات في عدد من النظائر مقارنة بالكمية التي تتوافق مع أقصى قدر من الاستقرار. وبالتالي، فإن الميل إلى تحلل β + أو التقاط K هو سمة من سمات النظائر الناقصة للنيوترونات، والميل إلى تحلل β - هو سمة من سمات النظائر الغنية بالنيوترونات. من المعروف حوالي 1500 نظائر مشعة لجميع عناصر الجدول الدوري، باستثناء أثقلها (Z ≥ 102). الطاقة ب.-ص. تتراوح النظائر المعروفة حاليًا من تتراوح أعمار النصف في نطاق واسع من 1.3 إلى 10 -2 ثانية(12 ن) إلى اضمحلال بيتا 2 10 13 سنة (النظير المشع الطبيعي 180 وات). الدراسة اللاحقة لـ B.-r. لقد قاد الفيزيائيين مرارًا وتكرارًا إلى انهيار الأفكار القديمة. وقد وجد أن B.-r. تحكمها قوى ذات طبيعة جديدة تماما. على الرغم من الفترة الطويلة التي مرت منذ اكتشاف B.-r، فإن طبيعة التفاعل الذي يحدد B.-r لم تتم دراستها بشكل كامل. هذا التفاعل كان يسمى "ضعيف" لأنه وهو أضعف بمقدار 10-12 مرة من النووي وأضعف بمقدار 10-9 مرات من الكهرومغناطيسي (وهو يتجاوز فقط تفاعل الجاذبية؛ انظر التفاعلات الضعيفة). التفاعل الضعيف متأصل في جميع الجسيمات الأولية (انظر الجسيمات الأولية) (باستثناء الفوتون). لقد مر ما يقرب من نصف قرن قبل أن يكتشف الفيزيائيون ذلك في B.-r. قد ينكسر التماثل بين "اليمين" و"اليسار". يُعزى عدم الحفاظ على التكافؤ المكاني إلى خصائص التفاعلات الضعيفة. دراسة B.-r. وكان له جانب آخر مهم. عمر النواة نسبة إلى B.-r. ويعتمد شكل طيف جسيمات بيتا على الحالات التي يوجد فيها النيوكليون الأصلي ونواة المنتج داخل النواة. ولذلك، فإن دراسة الرنين المغناطيسي، بالإضافة إلى المعلومات حول طبيعة وخصائص التفاعلات الضعيفة، وسعت بشكل كبير فهم بنية النوى الذرية. احتمال B.-r. يعتمد بشكل كبير على مدى قرب حالات النيوكليونات في النوى الأولية والنهائية من بعضها البعض. إذا لم تتغير حالة النيوكليون (يبدو أن النيوكليون يبقى في نفس المكان)، فإن الاحتمال يكون الحد الأقصى ويُسمى الانتقال المقابل من الحالة الأولية إلى الحالة النهائية مسموحًا به. مثل هذه التحولات هي سمة من سمات B.-r. نوى خفيفة. تحتوي النوى الخفيفة تقريبًا على نفس العدد من النيوترونات والبروتونات. تحتوي النوى الأثقل على نيوترونات أكثر من البروتونات. تختلف حالات النيوكليونات ذات الأنواع المختلفة اختلافًا كبيرًا عن بعضها البعض. وهذا يجعل الأمر صعبًا على B.-r؛ تظهر التحولات التي B.-r. يحدث مع احتمال منخفض. كما أن عملية الانتقال معقدة أيضًا بسبب الحاجة إلى تغيير دوران النواة. تسمى مثل هذه التحولات ممنوعة. تؤثر طبيعة التحول أيضًا على شكل طيف الطاقة لجسيمات بيتا. تم إجراء دراسة تجريبية لتوزيع طاقة الإلكترونات المنبعثة من نوى بيتا المشعة (طيف بيتا) باستخدام مطياف بيتا. يتم عرض أمثلة على الأطياف β في أرز. 1
و أرز. 2
. أشعل.:مطيافية ألفا وبيتا وغاما، أد. K. سييجبانا، عبر. من الإنجليزية، V. 4، م.، 1969، الفصل. 22-24؛ الفيزياء النووية التجريبية، أد. E. Segre، عبر. من الإنجليزية، المجلد 3، م، 1961. إي إم لايكين. طيف بيتا النيوتروني. يظهر محور الإحداثي الحركي. طاقة الإلكترون E kev، على الإحداثي - عدد الإلكترونات N (E) في الوحدات النسبية (تشير الأشرطة الرأسية إلى حدود أخطاء القياس للإلكترونات ذات الطاقة المحددة). الموسوعة السوفيتية الكبرى. - م: الموسوعة السوفيتية.
1969-1978
.
انظر ما هو "اضمحلال بيتا" في القواميس الأخرى:
اضمحلال بيتا، تحولات إشعاعية للنوى الذرية؛ في هذه العملية، تنبعث من النوى إلكترونات ونيوترينوات مضادة (اضمحلال بيتا) أو بوزيترونات ونيوترينوات (اضمحلال بيتا+). المغادرة خلال B. r. تسمى الإلكترونات والبوزيترونات مجتمعة. جسيمات بيتا. في… … قاموس البوليتكنيك الموسوعي الكبير
الموسوعة الحديثة
اضمحلال بيتا- (اضمحلال ب)، وهو نوع من النشاط الإشعاعي تقوم فيه النواة المتحللة بإصدار إلكترونات أو بوزيترونات. في تحلل بيتا الإلكترون (ب)، يتحول النيوترون (داخل النواة أو الحر) إلى بروتون مع انبعاث إلكترون ومضاد النيوترينو (انظر ... ... القاموس الموسوعي المصور
اضمحلال بيتا- (اضمحلال β) التحولات الإشعاعية للنواة الذرية، والتي تنبعث خلالها النوى من الإلكترونات والنيوترينوات المضادة (اضمحلال β) أو البوزيترونات والنيوترينوات (اضمحلال β+). المغادرة خلال B. r. تسمى الإلكترونات والبوزيترونات مجتمعة بجسيمات بيتا (جسيمات بيتا). الموسوعة الروسية لحماية العمال
- (ب الاضمحلال). التحولات التلقائية (العفوية) للنيوترون n إلى بروتون p والبروتون إلى نيوترون داخل at. النوى (وكذلك تحول النيوترون الحر إلى بروتون)، مصحوبًا بانبعاث الإلكترون e أو البوزيترون e+ والإلكترونات المضادة للنيوترينو... ... الموسوعة الفيزيائية
التحولات التلقائية للنيوترون إلى بروتون والبروتون إلى نيوترون داخل نواة الذرة، وكذلك تحول النيوترون الحر إلى بروتون، يصاحبه انبعاث إلكترون أو بوزيترون ونيوترينو أو نيوترينو مضاد. اضمحلال بيتا المزدوج.... مصطلحات الطاقة النووية
- (انظر بيتا) التحول الإشعاعي للنواة الذرية، حيث ينبعث إلكترون ونيوترينو مضاد أو بوزيترون ونيوترينو؛ أثناء اضمحلال بيتا، تتغير الشحنة الكهربائية للنواة الذرية بمقدار واحد، ولكن العدد الكتلي لا يتغير. قاموس جديد.... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية
اضمحلال بيتا- أشعة بيتا، اضمحلال بيتا، جسيمات بيتا. الجزء الأول ينطق [بيتا]... قاموس صعوبات النطق والتشديد في اللغة الروسية الحديثة
الاسم وعدد المرادفات: 1 تسوس (28) قاموس ASIS للمرادفات. ف.ن. تريشين. 2013… قاموس المرادفات
اضمحلال بيتا، اضمحلال بيتا... كتاب مرجعي القاموس الإملائي
اضمحلال بيتا- (ß الاضمحلال) التحول الإشعاعي للنواة الذرية (تفاعل ضعيف)، حيث ينبعث إلكترون ومضاد النيوترينو أو بوزيترون ونيوترينو؛ مع ب.ر. تتغير الشحنة الكهربائية للنواة الذرية بمقدار واحد، والكتلة (انظر) لا تتغير... موسوعة البوليتكنيك الكبيرة
كتب
- مجموعة من الجداول. الفيزياء. الصف التاسع (20 جدولاً). ألبوم تعليمي مكون من 20 ورقة. نقطة مادية. إحداثيات جسم متحرك. التسريع. قوانين نيوتن. قانون الجاذبية الكونية. الحركة المستقيمة والمنحنية. حركة الجسم على طول...
نواة الذرات مستقرة، ولكنها تتغير حالتها عندما يتم انتهاك نسبة معينة من البروتونات والنيوترونات. يجب أن تحتوي النوى الخفيفة على أعداد متساوية تقريبًا من البروتونات والنيوترونات. إذا كان هناك عدد كبير جدًا من البروتونات أو النيوترونات في النواة، فإن هذه النوى تكون غير مستقرة وتخضع لتحولات إشعاعية عفوية، ونتيجة لذلك يتغير تكوين النواة، وبالتالي تتحول نواة ذرة عنصر واحد إلى نواة من ذرة عنصر آخر. خلال هذه العملية، ينبعث الإشعاع النووي.
هناك الأنواع الرئيسية التالية من التحولات النووية أو أنواع الاضمحلال الإشعاعي: اضمحلال ألفا واضمحلال بيتا (الإلكترون والبوزيترون والالتقاط K)، والتحويل الداخلي.
اضمحلال ألفا –هذا هو انبعاث جسيمات ألفا بواسطة نواة أحد النظائر المشعة. وبسبب فقدان بروتونين ونيوترونين مع جسيم ألفا، تتحول النواة المتحللة إلى نواة أخرى، حيث ينخفض عدد البروتونات (الشحنة النووية) بمقدار 2، وعدد الجزيئات (العدد الكتلي) بمقدار 4. لذلك ، بالنسبة لاضمحلال إشعاعي معين، وفقًا لقاعدة الإزاحة (التحول)، التي صاغها فاجانز وسودي (1913)، يتم إزاحة العنصر (الابنة) الناتج إلى اليسار بالنسبة إلى العنصر الأصلي (الأم) بواسطة خليتين إلى اليسار في الجدول الدوري لـ D. I. Mendeleev. تتم كتابة عملية اضمحلال ألفا بشكل عام على النحو التالي:
حيث X هو رمز النواة الأصلية، Y هو رمز نواة ناتج الاضمحلال؛ 4 2 هو - جسيم ألفا، Q - يطلق طاقة زائدة.
على سبيل المثال، يصاحب اضمحلال نواة الراديوم-226 انبعاث جسيمات ألفا، بينما تتحول نواة الراديوم-226 إلى نواة الرادون-222:
تنقسم الطاقة المنطلقة خلال اضمحلال ألفا بين جسيم ألفا والنواة بنسبة عكسية مع كتلتيهما. ترتبط طاقة جسيمات ألفا ارتباطًا وثيقًا بعمر النصف لنويدة مشعة معينة (قانون جيجر-نيتول). . يشير هذا إلى أنه من خلال معرفة طاقة جسيمات ألفا، من الممكن تحديد عمر النصف، ومن خلال عمر النصف تحديد النويدة المشعة. على سبيل المثال، تتميز نواة البولونيوم-214 بقيم طاقة جسيمات ألفا E = 7.687 MeV و T 1/2 = 4.510 -4 ثانية، بينما بالنسبة لنواة اليورانيوم-238 E = 4.196 MeV و T 1/2 = 4، 510 9 سنوات. بالإضافة إلى ذلك، فقد ثبت أنه كلما زادت طاقة اضمحلال ألفا، زادت سرعة حدوثه.
اضمحلال ألفا هو تحول نووي شائع إلى حد ما للنوى الثقيلة (اليورانيوم والثوريوم والبولونيوم والبلوتونيوم، وما إلى ذلك مع Z > 82)؛ حاليًا، هناك أكثر من 160 نواة باعثة ألفا معروفة.
اضمحلال بيتا –التحولات التلقائية للنيوترون إلى بروتون أو البروتون إلى نيوترون داخل النواة، يرافقه انبعاث الإلكترونات والبوزيترونات والنيوترينوات المضادة 
أو النيوترينو ه.
إذا كان هناك فائض من النيوترونات في النواة ("الحمل الزائد للنيوترونات" للنواة)، يحدث اضمحلال بيتا للإلكترون، حيث يتحول أحد النيوترونات إلى بروتون، ينبعث منه إلكترون ونيوترينو مضاد:
.
خلال هذا الاضمحلال، تزيد شحنة النواة، وبالتالي العدد الذري للنواة الابنة بمقدار 1، لكن العدد الكتلي لا يتغير، أي يتم إزاحة عنصر الابنة في النظام الدوري لـ D. I. Mendeleev بمقدار خلية واحدة إلى حق الأصل. تتم كتابة عملية اضمحلال بيتا بشكل عام على النحو التالي:
.
وبهذه الطريقة، تتحلل النوى التي تحتوي على فائض من النيوترونات. على سبيل المثال، يصاحب اضمحلال نوى السترونتيوم-90 انبعاث الإلكترونات وتحولها إلى الإيتريوم-90:
في كثير من الأحيان، تحتوي نوى العناصر الناتجة عن اضمحلال بيتا على طاقة زائدة، والتي يتم إطلاقها عن طريق انبعاث واحد أو أكثر من أشعة جاما. على سبيل المثال:
يعد تحلل بيتا الإلكتروني سمة مميزة للعديد من العناصر المشعة الطبيعية والمنتجة صناعيًا.
إذا كانت النسبة غير المواتية للنيوترونات إلى البروتونات في النواة ناتجة عن زيادة البروتونات، فيحدث اضمحلال بيتا البوزيترون، حيث تبعث النواة بوزيترون ونيوترينو نتيجة تحول البروتون إلى نيوترون داخل النواة :
شحنة النواة، وبالتالي العدد الذري لعنصر الابنة يتناقص بمقدار 1، ولا يتغير العدد الكتلي. سيحتل عنصر الابنة مكانًا في الجدول الدوري لـ D. I. Mendeleev في خلية واحدة على يسار الوالد:
لوحظ اضمحلال البوزيترون في بعض النظائر التي تم الحصول عليها بشكل مصطنع. على سبيل المثال، اضمحلال نظير الفوسفور-30 لتكوين السيليكون-30:
يقوم البوزيترون، الذي يهرب من النواة، بتمزيق إلكترون "إضافي" (مرتبط بشكل ضعيف بالنواة) من غلاف الذرة أو يتفاعل مع إلكترون حر، مكونًا زوجًا من "بوزيترون-إلكترون". نظرًا لحقيقة أن الجسيم والجسيم المضاد يبيدان بعضهما البعض على الفور مع إطلاق الطاقة، يتحول الزوج المتشكل إلى كميتين من جاما مع طاقة تعادل كتلة الجزيئات (e + و e -). تسمى عملية تحويل زوج البوزيترون والإلكترون إلى اثنين من كوانتا جاما الإبادة (التدمير)، ويسمى الإشعاع الكهرومغناطيسي الناتج الإبادة. وفي هذه الحالة يحدث تحول لشكل من أشكال المادة (جسيمات المادة) إلى شكل آخر (الإشعاع). يتم تأكيد ذلك من خلال وجود رد فعل عكسي - تفاعل تكوين الزوج، حيث يتحول الإشعاع الكهرومغناطيسي ذو الطاقة العالية بما فيه الكفاية، الذي يمر بالقرب من النواة تحت تأثير مجال كهربائي قوي للذرة، إلى زوج إلكترون-بوزيترون.
وهكذا، أثناء اضمحلال بيتا البوزيترون، فإن النتيجة النهائية ليست جسيمات، بل شعاعي جاما، طاقة كل منهما 0.511 ميجا إلكترون فولت، أي ما يعادل الطاقة المكافئة لكتلة بقية الجسيمات - بوزيترون وإلكترون E = 2m e c 2 = 1.022 ميغا إلكترون فولت.
يمكن إجراء تحول النواة عن طريق التقاط الإلكترون، عندما يلتقط أحد بروتونات النواة إلكترونًا تلقائيًا من أحد الأغلفة الداخلية للذرة (K، L، وما إلى ذلك)، في أغلب الأحيان من K-shell ويتحول إلى نيوترون. وتسمى هذه العملية أيضًا بـ K-capture. يتحول البروتون إلى نيوترون وفقا للتفاعل التالي:
في هذه الحالة، تنخفض الشحنة النووية بمقدار 1، لكن العدد الكتلي لا يتغير:
على سبيل المثال،
في هذه الحالة، المساحة التي يخليها الإلكترون يشغلها إلكترون من الغلاف الخارجي للذرة. نتيجة لإعادة هيكلة الأغلفة الإلكترونية، تنبعث كمية من الأشعة السينية. تظل الذرة محايدة كهربائيًا، حيث يتناقص عدد البروتونات في النواة بمقدار واحد أثناء التقاط الإلكترون. وبالتالي، فإن هذا النوع من الاضمحلال ينتج نفس نتائج اضمحلال البوزيترون بيتا. وهو نموذجي، كقاعدة عامة، للنويدات المشعة الاصطناعية.
دائمًا ما تكون الطاقة الصادرة عن النواة أثناء تحلل بيتا لنويدة مشعة معينة ثابتة، ولكن نظرًا لحقيقة أن هذا النوع من التحلل لا ينتج جسيمين، بل ثلاثة جسيمات: نواة الارتداد (الابنة)، وإلكترون (أو بوزيترون) و النيوترينو، تختلف الطاقة في كل حدث اضمحلال، ويتم إعادة توزيعها بين الإلكترون (البوزيترون) والنيوترينو، لأن النواة الابنة تحمل دائمًا نفس الجزء من الطاقة. اعتمادًا على زاوية التمدد، يمكن للنيوترينو أن يحمل طاقة أكثر أو أقل، ونتيجة لذلك يمكن للإلكترون أن يستقبل أي طاقة من الصفر إلى قيمة قصوى معينة. لذلك، أثناء اضمحلال بيتا، تكون لجسيمات بيتا من نفس النويدة المشعة طاقات مختلفة،من الصفر إلى قيمة قصوى معينة مميزة لتحلل نويدات مشعة معينة. يكاد يكون من المستحيل تحديد النويدات المشعة بناءً على طاقة إشعاع بيتا.
يمكن لبعض النويدات المشعة أن تتحلل في وقت واحد بطريقتين أو ثلاث طرق: عن طريق اضمحلال ألفا وبيتا ومن خلال التقاط K، وهو مزيج من ثلاثة أنواع من الاضمحلال. في هذه الحالة، يتم تنفيذ التحولات بنسبة محددة بدقة. على سبيل المثال، النظير المشع الطبيعي طويل العمر البوتاسيوم -40 (T 1/2 = 1.4910 9 سنوات)، والذي يبلغ محتواه في البوتاسيوم الطبيعي 0.0119%، يخضع لتحلل بيتا الإلكتروني والالتقاط K:
(88% – الاضمحلال الإلكتروني)،
(12% – K-grab).
من أنواع الاضمحلال الموصوفة أعلاه، يمكننا أن نستنتج أن اضمحلال جاما غير موجود في "شكله النقي". يمكن لأشعة جاما أن تصاحب أنواعًا مختلفة من الاضمحلال فقط. عندما ينبعث إشعاع جاما في النواة، لا يتغير العدد الكتلي ولا يتغير شحنته. وبالتالي فإن طبيعة النويدة المشعة لا تتغير، بل تتغير فقط الطاقة الموجودة في النواة. ينبعث إشعاع جاما عندما تنتقل النوى من المستويات المثارة إلى المستويات الأدنى، بما في ذلك مستوى الأرض. على سبيل المثال، يؤدي اضمحلال السيزيوم-137 إلى إنتاج نواة الباريوم-137 المثارة. يصاحب الانتقال من الحالة المثارة إلى الحالة المستقرة انبعاث كمات جاما:
نظرًا لأن عمر النوى في الحالات المثارة قصير جدًا (عادةً أقل من 10 -19 ثانية)، أثناء اضمحلال ألفا وبيتا، ينبعث كم جاما في وقت واحد تقريبًا مع الجسيم المشحون. وبناءً على ذلك، لا يتم تمييز عملية إشعاع جاما كنوع مستقل من الاضمحلال. بواسطة طاقة إشعاع جاما، وكذلك بواسطة طاقة إشعاع ألفا، من الممكن التعرف على النويدة المشعة.
التحويل الداخلي.تشير الحالة المثارة (نتيجة تحول نووي أو آخر) لنواة الذرة إلى وجود طاقة زائدة فيها. يمكن للنواة المثارة أن تنتقل إلى حالة ذات طاقة أقل (الحالة الطبيعية) ليس فقط من خلال انبعاث كم جاما أو طرد جسيم، ولكن أيضًا من خلال التحويل الداخلي، أو التحويل مع تكوين أزواج إلكترون-بوزيترون.
ظاهرة التحويل الداخلي هي أن النواة تنقل طاقة الإثارة إلى أحد إلكترونات الطبقات الداخلية (K-، L- أو M-layer)، والتي نتيجة لذلك تتسرب خارج الذرة. تسمى هذه الإلكترونات إلكترونات التحويل. وبالتالي فإن انبعاث إلكترونات التحويل يرجع إلى التفاعل الكهرومغناطيسي المباشر للنواة مع إلكترونات الغلاف. تمتلك إلكترونات التحويل طيف طاقة خطيًا، على عكس إلكترونات اضمحلال بيتا، التي تعطي طيفًا مستمرًا.
إذا تجاوزت طاقة الإثارة 1.022 ميغا إلكترون فولت، فإن انتقال النواة إلى الحالة الطبيعية يمكن أن يكون مصحوبًا بانبعاث زوج من الإلكترون والبوزيترون، يليه فناءهما. بعد حدوث التحويل الداخلي، يظهر مكان "شاغر" لإلكترون التحويل المقذوف في الغلاف الإلكتروني للذرة. يقوم أحد الإلكترونات الموجودة في الطبقات الأبعد (من مستويات الطاقة الأعلى) بإجراء انتقال كمي إلى مكان "شاغر" مع انبعاث إشعاع الأشعة السينية المميز.