Sasa hatimaye tumekuja kwa jibu la swali la asili ya chembe za ajabu za beta. Chanzo cha mwonekano wao ni mchakato wa kurudi nyuma kwa ubadilishaji wa protoni kuwa nyutroni, ambayo ni: mabadiliko ya neutroni kuwa protoni. Kutoka kwa mazingatio ya kimantiki, mchakato kama huo unahusishwa kwa usawa na utoaji wa elektroni (chembe sawa ya beta). Baada ya yote, kupoteza malipo hasi ni sawa na upatikanaji wa chanya. Lakini ni wapi katika neutroni isiyo na chaji mtu anaweza kupata chaji hasi na kuifungua?
Kwa kweli, ikiwa kila kitu kilikuwa na kikomo tu kwa utoaji wa chembe iliyoshtakiwa vibaya, hii ingewezekana tu. Uzoefu wa karne nyingi umewazoea wanafizikia kwa wazo kwamba hakuna malipo hasi au chanya yanaweza kutokea kutoka kwa chochote. Kama vile hakuna mashtaka haya yanaweza kutoweka bila athari yoyote. Hii ni sheria ya uhifadhi wa malipo ya umeme.
Kwa kweli, neutroni haitoi tu chembe ya beta; wakati huo huo, pia huunda protoni, ambayo inasawazisha kabisa malipo hasi ya mwisho na inaendelea kutokuwa na upande wowote. Kwa hivyo, kwa jumla hakuna malipo ya ziada yanayoundwa. Vivyo hivyo, wakati elektroni inapokutana na positron na kuangamiza, mabadiliko ya wavu katika malipo pia ni sifuri.
Protoni inapotoa positroni na kuwa nyutroni, chembe asilia (protoni) huwa na chaji chanya ya uniti, na chembe mbili zinazotokea (neutroni na positroni) pia huwa na chaji ya +1.
Nucleus pia ina uwezo wa kunyonya elektroni, kisha protoni ndani ya kiini hugeuka kuwa neutron. Elektroni na protoni (jumla ya malipo yao ni sifuri) huunda neutroni isiyo na malipo. Kwa kawaida, kiini hunasa elektroni kutoka kwa shell ya K iliyo karibu nayo, hivyo mchakato huu unaitwa K-capture. Mara moja, mahali pa wazi huchukuliwa na elektroni kutoka kwa shell ya mbali zaidi ya L, ambayo inaambatana na kutolewa kwa nishati kwa namna ya X-rays. Athari hii ilielezewa kwa mara ya kwanza mnamo 1938 na mwanafizikia wa Amerika L. Alvarez. Kama sheria, mabadiliko ya kemikali ambayo yanahusisha harakati ya elektroni hayaathiri athari za nyuklia. Lakini kwa kuwa K-capture inahusisha sio nuclei tu, bali pia elektroni, mchakato huu kwa kiasi fulani unahusishwa na mabadiliko ya kemikali.
Vifaa vizito vya kuhifadhi ioni hufungua fursa mpya kimsingi katika kusoma sifa za viini vya kigeni. Hasa, wanaruhusu mkusanyiko na matumizi ya muda mrefu ya atomi zilizo na ionized - "uchi" nuclei. Matokeo yake, inakuwa inawezekana kujifunza mali ya nuclei ya atomiki ambayo haina mazingira ya elektroniki na ambayo hakuna athari ya Coulomb ya shell ya nje ya elektroni na kiini cha atomiki.
Mchele. 3.2 Mpango wa kunasa kielektroniki katika isotopu (kushoto) na atomi zilizotiwa ioni kikamilifu na (kulia)
Kuoza katika hali iliyofungamana ya atomi kuligunduliwa kwa mara ya kwanza mwaka wa 1992. Kuoza kwa β kwa atomi iliyojazwa kikamilifu katika hali zilizofungamana za atomiki kulionekana. Kiini cha 163 Dy kimewekwa alama nyeusi kwenye mchoro wa N-Z wa viini vya atomiki. Hii ina maana kwamba ni msingi imara. Hakika, kwa kuwa sehemu ya atomi ya upande wowote, kiini cha 163 Dy ni thabiti. Hali yake ya ardhini (5/2 +) inaweza kukaliwa kwa sababu ya upigaji picha wa kielektroniki kutoka hali ya ardhini (7/2 +) ya 163 Ho nucleus. Kiini cha 163 Ho, kilichozungukwa na ganda la elektroni, ni β - mionzi na nusu ya maisha yake ni ~ miaka 10 4. Hata hivyo, hii ni kweli tu ikiwa tunazingatia kiini kilichozungukwa na shell ya elektroni. Kwa atomi zenye ionized kikamilifu picha ni tofauti kimsingi. Sasa hali ya chini ya kiini cha 163 Dy ni ya juu katika nishati kuliko hali ya chini ya 163 Ho kiini na uwezekano unafungua kwa kuoza kwa 163 Dy (Mchoro 3.2)
| → + e - + e . | (3.8) |
Elektroni inayotokana na kuoza inaweza kunaswa kwenye ganda la K au L lililo wazi la ayoni. Matokeo yake, kuoza (3.8) kuna fomu
→ + e - + e (katika hali iliyofungwa).
Nishati ya β-kuoza kwenye makombora ya K na L ni sawa na (50.3±1) keV na (1.7±1) keV, mtawalia. Kuchunguza kuoza katika majimbo yaliyounganishwa ya K- na L-shell, nuclei 10 8 zilizojaa ioni kikamilifu zilikusanywa katika pete ya hifadhi ya ESR kwenye GSI. Wakati wa kusanyiko, viini viliundwa kutokana na kuoza kwa β + (Mchoro 3.3).
Mchele. 3.3. Mienendo ya mkusanyiko wa ioni: a - mkondo wa ioni za Dy 66+ zilizokusanywa katika pete ya hifadhi ya ESR wakati wa hatua tofauti za jaribio, β- intensitets ya Dy 66+ na Ho 67+ ioni, inayopimwa na vigunduzi vinavyohisi nafasi ya nje na ya ndani, mtawalia.
Kwa kuwa ioni za Ho 66+ zina takriban uwiano sawa wa M/q na ayoni za boriti ya msingi ya Dy 66+, hujilimbikiza kwenye obiti sawa. Muda wa mkusanyiko ulikuwa ~ dakika 30. Ili kupima nusu ya maisha ya kiini cha Dy 66+, boriti iliyokusanywa kwenye obiti ilibidi isafishwe kutokana na mchanganyiko wa ioni za Ho 66+. Ili kusafisha boriti kutoka kwa ions, ndege ya gesi ya argon yenye wiani wa 6 · 10 12 atomi / cm 2 na kipenyo cha 3 mm iliingizwa ndani ya chumba, ambacho kilivuka boriti ya ion iliyokusanywa katika mwelekeo wa wima. Kwa sababu ya ukweli kwamba ioni za Ho 66+ zilikamata elektroni, waliacha obiti ya usawa. Boriti ilisafishwa kwa takriban 500 s. Baada ya hapo mkondo wa gesi ulizuiwa na ioni za Dy 66+ na ioni za Ho 66+, zilizoundwa hivi karibuni (baada ya kuzima mkondo wa gesi) kwa sababu ya kuoza, ziliendelea kuzunguka kwenye pete. Muda wa hatua hii ulitofautiana kutoka dakika 10 hadi 85. Utambuzi na utambulisho wa Ho 66+ ulitokana na ukweli kwamba Ho 66+ inaweza kuwa ionized zaidi. Ili kufanya hivyo, katika hatua ya mwisho, ndege ya gesi iliingizwa tena kwenye pete ya kuhifadhi. Elektroni ya mwisho ilitolewa kutoka kwa ioni 163 Ho 66+, na kusababisha ioni 163 Ho 67+. Kigunduzi chenye hisia-nyeti kilikuwa karibu na ndege ya gesi, ambayo ilirekodi ioni 163 Ho 67+ kuondoka kwenye boriti. Katika Mtini. Mchoro 3.4 unaonyesha utegemezi wa nambari ya 163 Ho nuclei inayoundwa kama matokeo ya kuoza kwa beta kwa wakati wa mkusanyiko. Kipengele cha kuingiza kinaonyesha azimio la anga la kigunduzi kinachohisi nafasi.
Kwa hivyo, mkusanyiko wa 163 Ho nuclei katika boriti ya Dy 163 ilikuwa ushahidi wa uwezekano wa kuoza.
→ + e - + e (katika hali iliyofungwa).
Mchele. 3.4. Uwiano wa ioni za binti 163 Ho 66+ hadi msingi 163 Dy 66+ kulingana na wakati wa mkusanyiko. Katika inset, kilele 163 Ho 67+, iliyorekodiwa na detector ya ndani
Kwa kubadilisha muda kati ya kusafisha boriti kutoka kwa uchafu wa Ho 66+ na wakati wa kurekodi ioni za Ho 66+ zilizoundwa upya kwenye boriti, inawezekana kupima nusu ya maisha ya isotopu ya Dy 66+ iliyotiwa ioni kabisa. Ilibadilika kuwa sawa na ~ 0.1 mwaka.
Uozo kama huo uligunduliwa kwa 187 Re 75+. Matokeo yaliyopatikana ni muhimu sana kwa unajimu. Ukweli ni kwamba atomi za 187 Re zisizoegemea upande wowote zina nusu ya maisha ya miaka 4 · 10 10 na hutumiwa kama saa za mionzi. Nusu ya maisha ya 187 Re 75+ ni miaka 33±2 tu. Kwa hiyo, ni muhimu kufanya marekebisho sahihi kwa vipimo vya astrophysical, kwa sababu Katika nyota, 187 Re mara nyingi hupatikana katika hali ya ionized.
Utafiti wa mali ya atomi zilizojaa kikamilifu hufungua mwelekeo mpya wa utafiti katika mali ya kigeni ya nuclei, kunyimwa ushawishi wa Coulomb wa shell ya nje ya elektroni.
Kuoza kwa Beta β-kuoza, kuoza kwa mionzi ya nucleus ya atomiki, ikifuatana na utoaji wa elektroni au positroni kutoka kwa kiini. Utaratibu huu unasababishwa na mabadiliko ya moja kwa moja ya moja ya nucleoni za nucleus kuwa nucleon ya aina tofauti, yaani: mabadiliko ya aidha nyutroni (n) kuwa protoni (p), au protoni kuwa nyutroni. Katika kesi ya kwanza, elektroni (e -) huruka nje ya kiini - kinachojulikana β - kuoza hutokea. Katika kesi ya pili, positron (e +) huruka nje ya kiini - β + kuoza hutokea. Inaondoka chini ya B.-r. elektroni na positroni kwa pamoja huitwa chembe za beta. Mabadiliko ya pande zote ya nucleons yanafuatana na kuonekana kwa chembe nyingine - neutrino ( ν
) katika kesi ya kuoza kwa β+ au antineutrino A, sawa na jumla ya idadi ya nukleoni kwenye kiini, haibadilika, na bidhaa ya nyuklia ni isobar ya kiini cha asili, imesimama karibu nayo kulia katika mfumo wa upimaji. ya vipengele. Kinyume chake, wakati wa β + -decay, idadi ya protoni hupungua kwa moja, na idadi ya neutroni huongezeka kwa moja, na isobar huundwa, ambayo iko karibu na kushoto ya kiini cha awali. Kwa mfano, michakato yote miwili ya B.-r. zimeandikwa katika fomu ifuatayo: ambapo -Z neutroni. Mfano rahisi zaidi wa β - kuoza ni mabadiliko ya neutroni ya bure kuwa protoni na utoaji wa elektroni na antineutrino (nutroni nusu ya maisha ≈ 13 min): Mfano changamano zaidi (β - kuoza - kuoza kwa isotopu nzito ya hidrojeni - tritium, inayojumuisha neutroni mbili (n) na protoni moja (p): Kwa wazi, mchakato huu unakuja hadi β - kuoza kwa neutroni iliyofungwa (nyuklia). Katika kesi hiyo, β-radioactive tritium nucleus inageuka kuwa kiini cha kipengele kinachofuata katika meza ya mara kwa mara - kiini cha isotopu ya mwanga ya heliamu 3 2 He. Mfano wa β + kuoza ni kuoza kwa isotopu ya kaboni 11 C kulingana na mpango ufuatao: Mabadiliko ya protoni kuwa nyutroni ndani ya kiini pia yanaweza kutokea kama matokeo ya protoni kunasa moja ya elektroni kutoka kwa ganda la elektroni la atomi. Mara nyingi, kukamata elektroni hutokea B.-r. huzingatiwa katika isotopu za asili zenye mionzi na artificially mionzi. Ili kiini kisiwe thabiti kuhusiana na mojawapo ya aina za mabadiliko ya β (yaani, inaweza kupata mageuzi), jumla ya wingi wa chembe zilizo upande wa kushoto wa mlingano wa mmenyuko lazima iwe kubwa kuliko jumla ya wingi wa bidhaa za mabadiliko. Kwa hiyo, pamoja na B.-r. nishati hutolewa. Nishati B.-r. Eβ inaweza kuhesabiwa kutoka kwa tofauti hii ya wingi kwa kutumia uhusiano E = mc2, Wapi Na - kasi ya mwanga katika utupu. Katika kesi ya kuoza β Wapi M - wingi wa atomi za upande wowote. Katika kesi ya kuoza β+, atomi ya neutral inapoteza moja ya elektroni katika shell yake, nishati ya b.-r. ni sawa na: Wapi mimi - wingi wa elektroni. Nishati B.-r. kusambazwa kati ya chembe tatu: elektroni (au positron), antineutrino (au neutrino) na kiini; kila moja ya chembe za mwanga inaweza kubeba karibu nishati yoyote kutoka 0 hadi E β yaani spectra yao ya nishati ni endelevu. Ni wakati wa K-capture pekee ambapo neutrino hubeba nishati sawa. Kwa hivyo, pamoja na kuoza kwa β, wingi wa atomi ya awali huzidi wingi wa atomi ya mwisho, na kwa kuoza kwa β + ziada hii ni angalau molekuli mbili za elektroni. Utafiti wa B.-r. Nuclei wamewasilisha mara kwa mara wanasayansi siri zisizotarajiwa. Baada ya ugunduzi wa radioactivity, jambo la B.-r. kwa muda mrefu imekuwa ikizingatiwa kama hoja inayounga mkono uwepo wa elektroni kwenye viini vya atomiki; dhana hii iligeuka kuwa katika ukinzani dhahiri na mechanics ya quantum (ona kiini cha Atomiki). Kisha, kutokuwepo kwa nishati ya elektroni iliyotolewa wakati wa B.-R. hata ilisababisha kutoamini kwa baadhi ya wanafizikia katika sheria ya uhifadhi wa nishati, kwa sababu Ilijulikana kuwa viini ambavyo viko katika majimbo yaliyo na nishati dhahiri hushiriki katika mabadiliko haya. Nishati ya juu ya elektroni zinazotoka kwenye kiini ni sawa kabisa na tofauti kati ya nishati ya nuclei ya awali na ya mwisho. Lakini katika kesi hii, haikuwa wazi ambapo nishati hupotea ikiwa elektroni zinazotolewa hubeba nishati kidogo. Dhana ya mwanasayansi wa Ujerumani W. Pauli kuhusu kuwepo kwa chembe mpya - neutrino - iliokoa sio tu sheria ya uhifadhi wa nishati, lakini pia sheria nyingine muhimu ya fizikia - sheria ya uhifadhi wa kasi ya angular. Kwa kuwa Spins (yaani, wakati wa ndani) wa neutroni na protoni ni sawa na 1/2, basi kuhifadhi spin upande wa kulia wa milinganyo ya B.-r. Kunaweza tu kuwa na idadi isiyo ya kawaida ya chembe zilizo na spin 1/2. Hasa, wakati wa β - kuoza kwa neutroni ya bure n → p + e - + ν, tu kuonekana kwa antineutrino kunaondoa ukiukwaji wa sheria ya uhifadhi wa kasi ya angular. B.-r. hutokea katika vipengele vya sehemu zote za jedwali la upimaji. Mwelekeo wa mabadiliko ya β hutokana na kuwepo kwa ziada ya neutroni au protoni katika idadi ya isotopu ikilinganishwa na kiasi kinacholingana na uthabiti wa juu. Kwa hivyo, tabia ya β + -kuoza au K-kukamata ni sifa ya isotopu zisizo na neutroni, na tabia ya β - -kuoza ni sifa ya isotopu zenye nyutroni. Takriban isotopu 1500 za β-radioactive za vipengele vyote vya jedwali la upimaji hujulikana, isipokuwa zile nzito zaidi (Z ≥ 102). Nishati B.-r. isotopu zinazojulikana kwa sasa zinaanzia nusu ya maisha yako katika anuwai kutoka 1.3 10 -2 sekunde(12 N) hadi Beta kuoza 2 10 13 miaka (asili mionzi isotopu 180 W). Utafiti uliofuata wa B.-r. imewaongoza mara kwa mara wanafizikia kwenye kuporomoka kwa mawazo ya zamani. Ilibainika kuwa B.-r. kutawaliwa na nguvu za asili mpya kabisa. Licha ya muda mrefu ambao umepita tangu ugunduzi wa B.-r., asili ya maingiliano ambayo huamua B.-r. haijasoma kikamilifu. Mwingiliano huu uliitwa "dhaifu" kwa sababu ni dhaifu mara 10 12 kuliko nyuklia na mara 10 9 dhaifu kuliko sumakuumeme (inazidi tu mwingiliano wa mvuto; angalia mwingiliano dhaifu). Mwingiliano dhaifu ni wa asili katika chembe zote za msingi (Angalia chembe za Msingi) (isipokuwa fotoni). Karibu nusu karne ilipita kabla ya wanafizikia kugundua kwamba katika B.-r. ulinganifu kati ya "kulia" na "kushoto" unaweza kuvunjika. Uhifadhi huu wa usawa wa anga umechangiwa na sifa za mwingiliano dhaifu. Utafiti wa B.-r. alikuwa na upande mwingine muhimu. Muda wa uhai wa kiini cha jamaa na B.-r. na umbo la wigo wa β-chembe hutegemea hali ambazo nucleon ya awali na nucleon ya bidhaa ziko ndani ya kiini. Kwa hiyo, utafiti wa resonance magnetic, pamoja na habari kuhusu asili na mali ya mwingiliano dhaifu, kwa kiasi kikubwa kupanua uelewa wa muundo wa nuclei atomiki. Uwezekano wa B.-r. inategemea kwa kiasi kikubwa jinsi majimbo ya nucleons katika nuclei ya awali na ya mwisho ni karibu kwa kila mmoja. Ikiwa hali ya nucleon haibadilika (nucleon inaonekana kubaki mahali sawa), basi uwezekano ni wa juu na mpito unaofanana wa hali ya awali hadi hali ya mwisho inaitwa kuruhusiwa. Mabadiliko hayo ni tabia ya B.-r. viini vya mwanga. Nuclei nyepesi zina karibu idadi sawa ya neutroni na protoni. Viini vizito vina nyutroni nyingi kuliko protoni. Majimbo ya nucleons ya aina tofauti ni tofauti sana kutoka kwa kila mmoja. Hii inafanya kuwa vigumu kwa B.-r.; mabadiliko yanaonekana ambayo B.-r. hutokea kwa uwezekano mdogo. Mpito pia ni ngumu na hitaji la kubadilisha spin ya kiini. Mabadiliko kama haya yanaitwa marufuku. Hali ya mpito pia huathiri umbo la wigo wa nishati ya β-chembe. Utafiti wa majaribio wa usambazaji wa nishati ya elektroni unaotolewa na nuclei β-radioactive (wigo wa beta) unafanywa kwa kutumia spectrometa ya Beta. Mifano ya β spectra imeonyeshwa katika mchele. 1
Na mchele. 2
. Lit.: Uchunguzi wa alpha, beta na gamma, ed. K. Siegbana, trans. kutoka kwa Kiingereza, V. 4, M., 1969, sura ya. 22-24; Fizikia ya Nyuklia ya Majaribio, ed. E. Segre, trans. kutoka kwa Kiingereza, gombo la 3, M., 1961. E. M. Leikin. Neutron beta wigo. Mhimili wa abscissa unaonyesha kinetic. nishati ya elektroni E ndani kev, juu ya kuratibu - idadi ya elektroni N (E) katika vitengo vya jamaa (baa za wima zinaonyesha mipaka ya makosa ya kipimo kwa elektroni na nishati iliyotolewa). Encyclopedia kubwa ya Soviet. - M.: Encyclopedia ya Soviet.
1969-1978
.
Tazama "uozo wa Beta" ni nini katika kamusi zingine:
Kuoza kwa beta, mabadiliko ya mionzi ya viini vya atomiki; katika mchakato huo, viini hutoa elektroni na antineutrino (kuoza kwa beta) au positroni na neutrinos (kuoza kwa beta). Kuondoka wakati wa B. r. elektroni na positroni huitwa kwa pamoja. chembe za beta. Katika… … Kamusi kubwa ya Encyclopedic Polytechnic
Ensaiklopidia ya kisasa
Kuoza kwa Beta- (b decay), aina ya mionzi ambapo kiini kinachooza hutoa elektroni au positroni. Katika kuoza kwa beta ya elektroni (b), neutroni (ndani ya nyuklia au ya bure) hubadilika kuwa protoni na utoaji wa elektroni na antineutrino (tazama ... ... Illustrated Encyclopedic Dictionary
Kuoza kwa Beta- (kuoza kwa beta) mabadiliko ya mionzi ya nuclei ya atomiki, wakati ambapo nuclei hutoa elektroni na antineutrinos (kuoza kwa β) au positroni na neutrinos (kuoza kwa β+). Kuondoka wakati wa B. r. elektroni na positroni kwa pamoja huitwa chembe za beta (β particles)... Ensaiklopidia ya Kirusi ya ulinzi wa kazi
- (b kuoza). mabadiliko ya moja kwa moja (ya hiari) ya neutroni n hadi protoni p na protoni kuwa nutroni ndani ya at. viini (pamoja na mabadiliko ya neutroni ya bure kuwa protoni), ikifuatana na utoaji wa elektroni e au positron e+ na antineutrino za elektroni... ... Ensaiklopidia ya kimwili
Mabadiliko ya hiari ya neutroni kuwa protoni na protoni ndani ya neutroni ndani ya kiini cha atomiki, pamoja na mabadiliko ya nyutroni huru kuwa protoni, ikifuatana na utoaji wa elektroni au positroni na neutrino au antineutrino. uozo wa beta mara mbili...... Masharti ya nishati ya nyuklia
- (tazama beta) mabadiliko ya mionzi ya kiini cha atomiki, ambayo elektroni na antineutrino au positron na neutrino hutolewa; Wakati wa kuoza kwa beta, malipo ya umeme ya kiini cha atomiki hubadilika kwa moja, lakini idadi ya wingi haibadilika. Kamusi mpya.... Kamusi ya maneno ya kigeni ya lugha ya Kirusi
kuoza kwa beta- mionzi ya beta, kuoza kwa beta, chembe za beta. Sehemu ya kwanza inatamkwa [beta]... Kamusi ya ugumu wa matamshi na mafadhaiko katika lugha ya kisasa ya Kirusi
Nomino, idadi ya visawe: 1 uozo (28) Kamusi ya ASIS ya Visawe. V.N. Trishin. 2013… Kamusi ya visawe
Uozo wa beta, uozo wa beta... Tahajia kitabu cha marejeleo ya kamusi
UOZO WA BETA- (ß decay) mabadiliko ya mionzi ya kiini cha atomiki (mwingiliano dhaifu), ambapo elektroni na antineutrino au positron na neutrino hutolewa; pamoja na B.r. chaji ya umeme ya kiini cha atomiki hubadilika kwa moja, misa (tazama) haibadilika... Encyclopedia kubwa ya Polytechnic
Vitabu
- Seti ya meza. Fizikia. Darasa la 9 (meza 20), . Albamu ya elimu ya karatasi 20. Pointi ya nyenzo. Kuratibu za mwili unaotembea. Kuongeza kasi. Sheria za Newton. Sheria ya mvuto wa ulimwengu wote. Harakati ya rectilinear na curvilinear. Mwendo wa mwili pamoja...
Viini vya atomi ni thabiti, lakini hubadilisha hali yao wakati uwiano fulani wa protoni na neutroni unakiukwa. Nuclei nyepesi zinapaswa kuwa na takriban idadi sawa ya protoni na neutroni. Ikiwa kuna protoni nyingi au neutroni kwenye kiini, basi nuclei kama hizo hazina msimamo na hupitia mabadiliko ya mionzi ya moja kwa moja, kama matokeo ya ambayo muundo wa kiini hubadilika na, kwa hivyo, kiini cha atomi ya kitu kimoja hubadilika kuwa kiini. ya atomi ya kipengele kingine. Wakati wa mchakato huu, mionzi ya nyuklia hutolewa.
Kuna aina kuu zifuatazo za mabadiliko ya nyuklia au aina za kuoza kwa mionzi: uozo wa alpha na uozo wa beta (elektroni, positron na K-capture), ubadilishaji wa ndani.
Kuoza kwa alpha - Huu ni utoaji wa chembe za alpha na kiini cha isotopu ya mionzi. Kutokana na upotevu wa protoni mbili na nyutroni mbili zilizo na chembe ya alpha, kiini kinachooza kinageuka kuwa kiini kingine, ambapo idadi ya protoni (malipo ya nyuklia) hupungua kwa 2, na idadi ya chembe (idadi ya wingi) na 4. Kwa hiyo , kwa uozo uliopeanwa wa mionzi, kwa mujibu wa sheria ya uhamishaji (kuhama), iliyoandaliwa na Fajans na Soddy (1913), kipengele kinachosababishwa (binti) kinahamishiwa upande wa kushoto wa jamaa na wa awali (mama) na seli mbili upande wa kushoto. katika jedwali la mara kwa mara la D. I. Mendeleev. Mchakato wa kuoza kwa alpha kwa ujumla huandikwa kama ifuatavyo:
ambapo X ni ishara ya kiini cha awali, Y ni ishara ya kiini cha bidhaa ya kuoza; 4 2 Yeye - chembe ya alpha, Q - iliyotolewa nishati ya ziada.
Kwa mfano, kuoza kwa nuclei ya radium-226 kunafuatana na utoaji wa chembe za alpha, wakati nuclei za radium-226 zinageuka kuwa nuclei ya radon-222:
Nishati iliyotolewa wakati wa kuoza kwa alpha imegawanywa kati ya chembe ya alfa na kiini kwa uwiano wa kinyume na wingi wao. Nishati ya chembe za alpha inahusiana sana na nusu ya maisha ya radionuclide fulani (sheria ya Geiger-Nettol) . Hii inaonyesha kwamba, kujua nishati ya chembe za alpha, inawezekana kuanzisha nusu ya maisha, na kwa nusu ya maisha kutambua radionuclide. Kwa mfano, kiini cha polonium-214 kina sifa ya thamani za nishati ya chembe ya alpha E = 7.687 MeV na T 1/2 = 4.510 -4 s, wakati kwa uranium-238 kiini E = 4.196 MeV na T 1/2. = 4, 510 miaka 9. Kwa kuongeza, imeanzishwa kuwa juu ya nishati ya kuoza kwa alpha, kasi inaendelea.
Kuoza kwa alpha ni badiliko la kawaida la nyuklia la viini vizito (uranium, thoriamu, polonium, plutonium, n.k. kwa Z > 82); Hivi sasa, zaidi ya nuclei 160 za alpha-emitting zinajulikana.
Kuoza kwa Beta - mabadiliko ya moja kwa moja ya nyutroni ndani ya protoni au protoni ndani ya neutroni ndani ya kiini, ikifuatana na utoaji wa elektroni, positroni na antineutrinos. 
au neutrino e.
Ikiwa kuna ziada ya neutroni kwenye kiini ("neutron overload" ya kiini), basi kuoza kwa beta ya elektroni hutokea, ambayo moja ya neutroni hugeuka kuwa protoni, ikitoa elektroni na antineutrino:
.
Wakati wa kuoza huku, malipo ya kiini na, ipasavyo, nambari ya atomiki ya kiini cha binti huongezeka kwa 1, lakini nambari ya misa haibadilika, i.e., kipengele cha binti hubadilishwa katika mfumo wa upimaji wa D. I. Mendeleev na seli moja hadi haki ya ile ya awali. Mchakato wa kuoza kwa beta kwa ujumla huandikwa kama ifuatavyo:
.
Kwa njia hii, viini vilivyo na ziada ya neutroni huharibika. Kwa mfano, kuoza kwa viini vya strontium-90 kunaambatana na utoaji wa elektroni na mabadiliko yao kuwa yttrium-90:
Mara nyingi viini vya vipengele vinavyozalishwa na kuoza kwa beta vina nishati ya ziada, ambayo hutolewa na utoaji wa mionzi ya gamma moja au zaidi. Kwa mfano:
Uozo wa beta wa kielektroniki ni tabia ya vitu vingi vya asili na vilivyotengenezwa kwa njia ya mionzi.
Ikiwa uwiano usiofaa wa neutroni na protoni kwenye kiini ni kwa sababu ya ziada ya protoni, basi kuoza kwa beta ya positron hutokea, ambayo kiini hutoa positron na neutrino kama matokeo ya ubadilishaji wa protoni kuwa nyutroni ndani ya kiini. :
Malipo ya kiini na, ipasavyo, nambari ya atomiki ya kipengele cha binti hupungua kwa 1, idadi ya wingi haibadilika. Kipengele cha binti kitachukua nafasi katika jedwali la upimaji la D.I. Mendeleev seli moja upande wa kushoto wa mzazi:
Kuoza kwa positroni huzingatiwa katika isotopu zingine zilizopatikana kwa njia ya bandia. Kwa mfano, kuoza kwa isotopu phosphorus-30 kuunda silicon-30:
Positroni, ikitoka kwenye kiini, huchota elektroni "ziada" (imefungwa kwa udhaifu kwenye kiini) kutoka kwenye shell ya atomi au kuingiliana na elektroni ya bure, na kutengeneza jozi ya "positron-electron". Kwa sababu ya ukweli kwamba chembe na antiparticle huangamizana mara moja na kutolewa kwa nishati, jozi iliyoundwa hubadilika kuwa gamma quanta mbili na nishati sawa na wingi wa chembe (e + na e -). Mchakato wa mabadiliko ya jozi ya positron-elektroni katika quanta mbili za gamma inaitwa maangamizi (uharibifu), na mionzi ya umeme inayotokana inaitwa maangamizi. Katika kesi hii, kuna mabadiliko ya aina moja ya suala (chembe za suala) hadi nyingine (mionzi). Hii inathibitishwa na kuwepo kwa mmenyuko wa reverse - mmenyuko wa malezi ya jozi, ambayo mionzi ya umeme ya kutosha ya nishati ya kutosha, kupita karibu na kiini chini ya ushawishi wa uwanja wa umeme wenye nguvu wa atomi, hugeuka kuwa jozi ya elektroni-positron.
Kwa hivyo, wakati wa kuoza kwa beta ya positron, matokeo ya mwisho sio chembe, lakini miale miwili ya gamma, kila moja ikiwa na nishati ya 0.511 MeV, sawa na nishati sawa na molekuli iliyobaki ya chembe - positron na elektroni E = 2m e c 2 = 1.022 MeV .
Mabadiliko ya kiini yanaweza kufanywa kwa kukamata elektroni, wakati moja ya protoni za kiini hunasa elektroni kutoka kwa moja ya ganda la ndani la atomi (K, L, nk), mara nyingi kutoka kwa ganda la K. , na kugeuka kuwa nutroni. Utaratibu huu pia huitwa K-capture. Protoni hubadilika kuwa neutroni kulingana na majibu yafuatayo:
Katika kesi hii, malipo ya nyuklia hupungua kwa 1, lakini idadi ya wingi haibadilika:
Kwa mfano,
Katika kesi hii, nafasi iliyoachwa na elektroni inachukuliwa na elektroni kutoka kwa shells za nje za atomi. Kama matokeo ya urekebishaji wa makombora ya elektroni, quantum ya X-ray hutolewa. Atomi bado inabakia upande wowote wa umeme, kwani idadi ya protoni kwenye kiini hupungua kwa moja wakati wa kukamata elektroni. Kwa hivyo, aina hii ya uozo hutoa matokeo sawa na kuoza kwa beta ya positron. Ni kawaida, kama sheria, kwa radionuclides ya bandia.
Nishati iliyotolewa na kiini wakati wa kuoza kwa beta ya radionuclide fulani daima ni mara kwa mara, lakini kutokana na ukweli kwamba aina hii ya kuoza haitoi mbili, lakini chembe tatu: kiini cha recoil (binti), elektroni (au positron) na neutrino, nishati hutofautiana katika kila tukio la kuoza inasambazwa tena kati ya elektroni (positron) na neutrino, kwa kuwa kiini cha binti daima hubeba sehemu sawa ya nishati. Kulingana na pembe ya upanuzi, neutrino inaweza kubeba nishati zaidi au kidogo, kama matokeo ambayo elektroni inaweza kupokea nishati yoyote kutoka sifuri hadi thamani fulani ya juu. Kwa hivyo, wakati wa kuoza kwa beta, chembe za beta za radionuclide sawa zina nguvu tofauti; kutoka sifuri hadi sifa fulani ya juu ya thamani ya kuoza kwa radionuclide fulani. Karibu haiwezekani kutambua radionuclide kulingana na nishati ya mionzi ya beta.
Baadhi ya radionuclides zinaweza kuoza kwa wakati mmoja kwa njia mbili au tatu: kwa kuoza kwa alpha na beta na kupitia K-capture, mchanganyiko wa aina tatu za uozo. Katika kesi hii, mabadiliko yanafanywa kwa uwiano uliowekwa madhubuti. Kwa mfano, potasiamu-40 ya radioisotopu ya asili ya muda mrefu (T 1/2 = 1.4910 miaka 9), maudhui yake katika potasiamu asilia ni 0.0119%, huharibika kwa beta ya elektroniki na kukamata K:
(88% - kuoza kwa elektroniki),
(12% - K-kunyakua).
Kutokana na aina za uozo zilizoelezwa hapo juu, tunaweza kukata kauli kwamba uozo wa gamma haupo katika “umbo lake safi.” Mionzi ya Gamma inaweza tu kuambatana na aina mbalimbali za kuoza. Wakati mionzi ya gamma inapotolewa kwenye kiini, nambari ya molekuli wala malipo yake hubadilika. Kwa hivyo, asili ya radionuclide haibadilika, lakini nishati iliyomo kwenye kiini hubadilika. Mionzi ya Gamma hutolewa wakati viini vinapita kutoka viwango vya msisimko hadi viwango vya chini, ikiwa ni pamoja na ngazi ya chini. Kwa mfano, kuoza kwa cesium-137 hutoa kiini cha msisimko cha bariamu-137. Mpito kutoka kwa hali ya msisimko hadi utulivu unaambatana na utoaji wa gamma quanta:
Kwa kuwa muda wa uhai wa viini katika hali ya msisimko ni mfupi sana (kawaida t10 -19 s), wakati wa kuoza kwa alpha na beta kiasi cha gamma hutolewa karibu wakati huo huo na chembe iliyochajiwa. Kulingana na hili, mchakato wa mionzi ya gamma haujatofautishwa kama aina huru ya kuoza. Kwa nishati ya mionzi ya gamma, pamoja na nishati ya mionzi ya alpha, inawezekana kutambua radionuclide..
Uongofu wa ndani. Hali ya msisimko (kama matokeo ya moja au nyingine ya mabadiliko ya nyuklia) ya kiini cha atomi inaonyesha kuwepo kwa nishati ya ziada ndani yake. Kiini cha msisimko kinaweza kuhamia hali yenye nishati ya chini (hali ya kawaida) sio tu kupitia utoaji wa gamma quantum au ejection ya chembe, lakini pia kwa njia ya uongofu wa ndani, au uongofu na uundaji wa jozi za elektroni-positron.
Jambo la uongofu wa ndani ni kwamba kiini huhamisha nishati ya msisimko kwa moja ya elektroni za tabaka za ndani (K-, L- au M-safu), ambayo matokeo yake hutoka nje ya atomi. Elektroni kama hizo huitwa elektroni za ubadilishaji. Kwa hivyo, utoaji wa elektroni za uongofu unatokana na mwingiliano wa moja kwa moja wa sumakuumeme wa kiini na elektroni za shell. Elektroni za ubadilishaji zina wigo wa nishati ya mstari, tofauti na elektroni za kuoza kwa beta, ambazo hutoa wigo unaoendelea.
Ikiwa nishati ya msisimko inazidi 1.022 MeV, basi mpito wa kiini hadi hali ya kawaida inaweza kuongozana na utoaji wa jozi ya elektroni-positron, ikifuatiwa na kuangamizwa kwao. Baada ya uongofu wa ndani kutokea, sehemu "iliyo wazi" ya elektroni ya uongofu iliyotolewa inaonekana kwenye ganda la elektroni la atomi. Moja ya elektroni katika tabaka za mbali zaidi (kutoka viwango vya juu vya nishati) hubeba mpito wa quantum hadi mahali "wazi" na utoaji wa mionzi ya X-ray.