Artık gizemli beta parçacıklarının kökeni sorusunun cevabına nihayet geldik. Görünüşlerinin kaynağı, bir protonun bir nötrona dönüşümünün tersi olan süreçtir, yani bir nötronun bir protona dönüşümü. Mantıksal açıdan böyle bir süreç, bir elektronun (aynı beta parçacığı) emisyonuyla benzer şekilde ilişkilidir. Sonuçta, negatif bir yükün kaybı, pozitif bir yükün kazanılmasına eşdeğerdir. Fakat tamamen yüksüz bir nötronun neresinde negatif bir yük bulunabilir ve onu serbest bırakabilirsiniz?
Aslında her şey yalnızca negatif yüklü bir parçacığın emisyonuyla sınırlı olsaydı, bu kesinlikle imkansız olurdu. Yüzyılların deneyimi, fizikçileri ne negatif ne de pozitif yükün yoktan doğamayacağı fikrine alıştırdı. Tıpkı bu yüklerin hiçbirinin iz bırakmadan ortadan kaybolamayacağı gibi. Bu elektrik yükünün korunumu yasasıdır.
Gerçekte nötron yalnızca bir beta parçacığı salmaz; aynı zamanda, ikincisinin negatif yükünü tamamen dengeleyen ve genel nötrlüğü koruyan bir proton da oluşturur. Böylece toplamda herhangi bir ek ücret oluşmaz. Benzer şekilde, bir elektron bir pozitronla karşılaşıp yok olduğunda, net yük değişimi de sıfır olur.
Bir proton, nötron olmak üzere bir pozitron yaydığında, orijinal parçacık (proton) birim pozitif yüke sahiptir ve sonuçta ortaya çıkan iki parçacık (nötron ve pozitron) da toplam +1 yüke sahiptir.
Çekirdek ayrıca bir elektronu absorbe etme yeteneğine sahiptir, daha sonra çekirdeğin içindeki proton bir nötrona dönüşür. Bir elektron ve bir proton (toplam yükleri sıfırdır) yüksüz bir nötron oluşturur. Tipik olarak çekirdek, kendisine en yakın K kabuğundan bir elektron yakalar, dolayısıyla bu işleme K yakalama adı verilir. Boş yer hemen daha uzaktaki bir L kabuğundan gelen bir elektron tarafından işgal edilir ve buna X-ışınları şeklinde enerji salınımı eşlik eder. Bu etki ilk kez 1938'de Amerikalı fizikçi L. Alvarez tarafından tanımlandı. Kural olarak elektronların hareketini içeren kimyasal dönüşümler nükleer reaksiyonları etkilemez. Ancak K-yakalanması sadece çekirdekleri değil aynı zamanda elektronları da içerdiğinden, bu süreç bir dereceye kadar kimyasal değişikliklerle ilişkilidir.
Ağır iyon depolama cihazları, egzotik çekirdeklerin özelliklerinin incelenmesinde temelde yeni fırsatlar yaratıyor. Özellikle, tamamen iyonize atomların, yani “çıplak” çekirdeklerin birikmesine ve uzun süreli kullanımına izin verirler. Sonuç olarak, elektronik ortamı olmayan ve dış elektron kabuğunun atom çekirdeği ile Coulomb etkisinin olmadığı atom çekirdeklerinin özelliklerini incelemek mümkün hale gelir.
Pirinç. 3.2 Bir izotopta (solda) ve tamamen iyonize olmuş atomlarda ve (sağda) e-yakalama şeması
Bir atomun bağlı duruma bozunması ilk olarak 1992'de keşfedildi. Tamamen iyonlaşmış bir atomun bağlı atomik hallere β-bozunması gözlemlendi. 163 Dy çekirdeği, atom çekirdeğinin N-Z diyagramında siyah renkle işaretlenmiştir. Bu onun kararlı bir çekirdek olduğu anlamına gelir. Aslında nötr bir atomun parçası olan 163 Dy çekirdeği kararlıdır. Temel durumu (5/2 +), 163 Ho çekirdeğinin temel durumundan (7/2 +) e-yakalamanın bir sonucu olarak doldurulabilir. Bir elektron kabuğuyla çevrelenmiş 163 Ho çekirdeği β - - radyoaktiftir ve yarı ömrü ~10 4 yıldır. Ancak bu yalnızca çekirdeğin bir elektron kabuğuyla çevrelendiğini düşünürsek doğrudur. Tamamen iyonlaşmış atomlar için tablo temelde farklıdır. Artık 163 Dy çekirdeğinin temel durumu, enerji açısından 163 Ho çekirdeğinin temel durumundan daha yüksektir ve 163 Dy'nin bozunması olasılığı ortaya çıkar (Şekil 3.2).
| → + e - + e . | (3.8) |
Çürümeden kaynaklanan elektron, iyonun boş K veya L kabuğuna yakalanabilir. Sonuç olarak bozunum (3.8) şu şekle sahiptir:
→ + e - + e (bağlı durumda).
K ve L kabuklarındaki β bozunmalarının enerjileri sırasıyla (50,3±1) keV ve (1,7±1) keV'ye eşittir. K ve L kabuğunun bağlı durumlarına bozunmayı gözlemlemek için, GSI'daki ESR depolama halkasında 108 tamamen iyonize çekirdek biriktirildi. Birikme süresi boyunca β + bozunması sonucu çekirdekler oluşmuştur (Şekil 3.3).
Pirinç. 3.3. İyon birikiminin dinamiği: a - deneyin farklı aşamaları sırasında ESR depolama halkasında biriken Dy 66+ iyonlarının akımı, sırasıyla harici ve dahili konuma duyarlı dedektörler tarafından ölçülen Dy 66+ ve Ho 67+ iyonlarının β- yoğunlukları
Ho 66+ iyonları, birincil Dy 66+ ışınının iyonlarıyla hemen hemen aynı M/q oranına sahip olduğundan, aynı yörüngede toplanırlar. Biriktirme süresi ~30 dakika idi. Dy 66+ çekirdeğinin yarı ömrünü ölçmek için yörüngede biriken ışının Ho 66+ iyonlarının karışımından arındırılması gerekiyordu. Işını iyonlardan temizlemek için, biriken iyon ışınını dikey yönde kesen, 6.1012 atom/cm2 yoğunluğa ve 3 mm çapa sahip bir argon gazı jeti odaya enjekte edildi. Ho 66+ iyonlarının elektronları yakalaması nedeniyle denge yörüngesinden çıktılar. Kiriş yaklaşık 500 saniye boyunca temizlendi. Bundan sonra gaz akışı bloke edildi ve çürüme sonucu yeni oluşan (gaz akışı kapatıldıktan sonra) Dy 66+ iyonları ve Ho 66+ iyonları halkada dolaşmaya devam etti. Bu aşamanın süresi 10 ila 85 dakika arasında değişmektedir. Ho 66+'nın tespiti ve tanımlanması, Ho 66+'nın daha da iyonize edilebileceği gerçeğine dayanıyordu. Bunu yapmak için son aşamada depolama halkasına tekrar bir gaz jeti enjekte edildi. Son elektron 163 Ho 66+ iyonundan sıyrılarak 163 Ho 67+ iyonu elde edildi. Gaz jetinin yanına, ışından çıkan 163 Ho 67+ iyonunu kaydeden konuma duyarlı bir dedektör yerleştirildi. Şek. Şekil 3.4 β-bozunması sonucu oluşan 163 Ho çekirdeği sayısının birikim süresine bağımlılığını göstermektedir. Ek, konuma duyarlı dedektörün uzaysal çözünürlüğünü gösterir.
Böylece, 163 Dy ışınında 163 Ho çekirdeğinin birikmesi, bozunma olasılığının kanıtıydı.
→ + e - + e (bağlı durumda).
Pirinç. 3.4. Birikme süresine bağlı olarak yardımcı iyonlar 163 Ho 66+'nın birincil 163 Dy 66+'ya oranı. Ekte, dahili dedektör tarafından kaydedilen zirve 163 Ho 67+
Işının Ho 66+ safsızlığından temizlenmesi ile ışında yeni oluşan Ho 66+ iyonlarının kaydedilme süresi arasındaki zaman aralığını değiştirerek, tamamen iyonize edilmiş Dy 66+ izotopunun yarı ömrünü ölçmek mümkündür. ~0,1 yıla eşit olduğu ortaya çıktı.
Benzer bir bozunum 187 Re 75+ için de keşfedildi. Elde edilen sonuç astrofizik açısından son derece önemlidir. Gerçek şu ki, nötr 187 Re atomlarının yarı ömrü 4·10 10 yıl olup radyoaktif saatler olarak kullanılmaktadır. 187 Re 75+'nin yarı ömrü yalnızca 33±2 yıldır. Bu nedenle astrofiziksel ölçümlerde uygun düzeltmelerin yapılması gerekmektedir. Yıldızlarda 187 Re çoğunlukla iyonize halde bulunur.
Tamamen iyonlaşmış atomların özelliklerinin incelenmesi, dış elektron kabuğunun Coulomb etkisinden yoksun olan çekirdeklerin egzotik özelliklerine yönelik yeni bir araştırma yönü açar.
Beta bozunması β-bozunması, atom çekirdeğinin radyoaktif bozunması, buna çekirdekten bir elektron veya pozitron emisyonunun eşlik etmesi. Bu süreç, çekirdeğin nükleonlarından birinin kendiliğinden farklı türden bir nükleona dönüşümünden kaynaklanır: bir nötronun (n) bir protona (p) veya bir protonun bir nötrona dönüşümü. İlk durumda, bir elektron (e -) çekirdekten dışarı uçar - sözde β bozunması meydana gelir. İkinci durumda, bir pozitron (e +) çekirdekten dışarı uçar - β + bozunması meydana gelir. B.-r altında ayrılıyor. elektronlar ve pozitronlar topluca beta parçacıkları olarak adlandırılır. Nükleonların karşılıklı dönüşümlerine başka bir parçacığın (nötrino) ortaya çıkışı eşlik eder ( ν
) β+ bozunması veya antinötrino A durumunda, çekirdekteki toplam nükleon sayısına eşit olan, değişmez ve nükleer ürün, orijinal çekirdeğin bir izobarıdır ve periyodik tablonun sağında onun yanında durur. elementlerin. Aksine β+ bozunması sırasında proton sayısı bir azalır, nötron sayısı bir artar ve orijinal çekirdeğin soluna bitişik bir izobar oluşur. Sembolik olarak B.-r'nin her iki süreci de. aşağıdaki biçimde yazılır: nerede -Z nötronlar. β - bozunmasının en basit örneği, serbest bir nötronun, bir elektron ve bir antinötrino emisyonu ile bir protona dönüşmesidir (nötron yarı ömrü ≈ 13) dk.): Daha karmaşık bir örnek (β - bozunma - iki nötron (n) ve bir protondan (p) oluşan ağır bir hidrojen - trityum izotopunun bozunması: Açıkçası, bu süreç bağlı (nükleer) bir nötronun β bozunumuna iner. Bu durumda, β-radyoaktif trityum çekirdeği periyodik tablodaki bir sonraki elementin çekirdeğine dönüşür - helyum 3 2 He'nin hafif izotopunun çekirdeği. β + - bozunmasına bir örnek, aşağıdaki şemaya göre karbon izotopu 11 C'nin bozunmasıdır: Bir protonun çekirdek içinde nötrona dönüşmesi, protonun atomun elektron kabuğundaki elektronlardan birini yakalaması sonucu da gerçekleşebilir. Çoğu zaman elektron yakalama gerçekleşir B.-r. hem doğal radyoaktif hem de yapay radyoaktif izotoplarda gözlenir. Bir çekirdeğin β-dönüşüm türlerinden birine göre kararsız olması (yani bir dönüşüm yaşayabilmesi) için reaksiyon denkleminin sol tarafındaki parçacıkların kütlelerinin toplamının şundan büyük olması gerekir: dönüşüm ürünlerinin kütlelerinin toplamı. Bu nedenle B.-r ile. enerji açığa çıkar. Enerji B.-r. eβ bu kütle farkından aşağıdaki ilişki kullanılarak hesaplanabilir: e = mc2, Nerede İle -ışığın boşluktaki hızı. β bozunması durumunda Nerede M - nötr atomların kütleleri. β+ bozunması durumunda, nötr bir atom kabuğundaki elektronlardan birini, yani b.-r'nin enerjisini kaybeder. şuna eşittir: Nerede Ben - elektron kütlesi. Enerji B.-r. üç parçacık arasında dağıtılır: elektron (veya pozitron), antinötrino (veya nötrino) ve çekirdek; Hafif parçacıkların her biri 0'dan E β'ya kadar neredeyse her türlü enerjiyi taşıyabilir, yani enerji spektrumları süreklidir. Yalnızca K-yakalanması sırasında bir nötrino her zaman aynı enerjiyi taşır. Yani, β bozunması ile, ilk atomun kütlesi son atomun kütlesini aşar ve β + bozunması ile bu fazlalık en az iki elektron kütlesidir. B.-r.'nin incelenmesi. Çekirdekler bilim adamlarına defalarca beklenmedik gizemler sundu. Radyoaktivitenin keşfinden sonra B.-r fenomeni ortaya çıktı. uzun zamandır atom çekirdeğinde elektronların varlığının lehine bir argüman olarak kabul ediliyor; bu varsayımın kuantum mekaniğiyle açıkça çeliştiği ortaya çıktı (bkz. Atom çekirdeği). Daha sonra, B.-R. sırasında yayılan elektronların enerjisinin tutarsızlığı, bazı fizikçilerin enerjinin korunumu yasasına inanmamasına bile yol açtı. Bu dönüşüme çok belirli bir enerjiye sahip hallerdeki çekirdeklerin katıldığı biliniyordu. Çekirdekten kaçan elektronların maksimum enerjisi, başlangıç ve son çekirdeklerin enerjileri arasındaki farka tam olarak eşittir. Ancak bu durumda, yayılan elektronların daha az enerji taşıması durumunda enerjinin nerede kaybolacağı belli değildi. Alman bilim adamı W. Pauli'nin yeni bir parçacığın (nötrino) varlığına ilişkin varsayımı, yalnızca enerjinin korunumu yasasını değil, aynı zamanda bir başka önemli fizik yasasını da - açısal momentumun korunumu yasasını - kurtardı. Nötron ve protonun Spinleri (yani içsel momentleri) 1/2'ye eşit olduğundan, B.-r denklemlerinin sağ tarafındaki spini korumak için. Spini 1/2 olan yalnızca tek sayıda parçacık olabilir. Özellikle, serbest bir nötronun n → p + e - + ν'nin β - bozunması sırasında, yalnızca bir antinötrinonun ortaya çıkması açısal momentumun korunumu yasasının ihlalini ortadan kaldırır. B.-r. Periyodik tablonun tüm kısımlarındaki elementlerde bulunur. β-dönüşümüne yönelik eğilim, bir dizi izotopta maksimum stabiliteye karşılık gelen miktarla karşılaştırıldığında fazla miktarda nötron veya protonun bulunması nedeniyle ortaya çıkar. Bu nedenle, β + - bozunması veya K yakalanma eğilimi, nötron eksikliği olan izotopların karakteristiğidir ve β - - bozunması eğilimi, nötron bakımından zengin izotopların karakteristiğidir. En ağır olanlar (Z ≥ 102) hariç, periyodik tablonun tüm elementlerinin yaklaşık 1500 β-radyoaktif izotopu bilinmektedir. Enerji B.-r. şu anda bilinen izotoplar arasında değişmektedir yarılanma ömürleri 1,3 ile 10 -2 arasında geniş bir aralıktadır saniye(12 N) Beta bozunmasına 2 10 13 yıl (doğal radyoaktif izotop 180 W). B.-r.'nin sonraki çalışması. fizikçileri defalarca eski fikirlerin çöküşüne sürükledi. B.-r. tamamen yeni nitelikteki güçler tarafından yönetiliyor. B.-r.'nin keşfinden bu yana geçen uzun süreye rağmen, B.-r.'yi belirleyen etkileşimin doğası tam olarak araştırılmamıştır. Bu etkileşime "zayıf" adı verildi çünkü nükleerden 10 12 kat, elektromanyetikten 10 9 kat daha zayıftır (sadece yerçekimsel etkileşimi aşar; bkz. Zayıf etkileşimler). Zayıf etkileşim tüm temel parçacıkların doğasında vardır (Bakınız Temel parçacıklar) (foton hariç). Fizikçilerin bunu B.-r.'de keşfetmesinden önce neredeyse yarım yüzyıl geçti. “sağ” ve “sol” arasındaki simetri bozulabilir. Uzaysal paritenin bu korunmaması, zayıf etkileşimlerin özelliklerine atfedilmiştir. B.-r.'nin incelenmesi. önemli bir yanı daha vardı. Çekirdeğin B.-r'ye göre ömrü. ve β parçacıklarının spektrumunun şekli, orijinal nükleonun ve ürün nükleonun çekirdeğin içinde bulunduğu durumlara bağlıdır. Bu nedenle, zayıf etkileşimlerin doğası ve özellikleri hakkındaki bilgilere ek olarak manyetik rezonans çalışması, atom çekirdeğinin yapısının anlaşılmasını önemli ölçüde genişletmiştir. B.-r olasılığı. önemli ölçüde başlangıç ve son çekirdeklerdeki nükleonların durumlarının birbirine ne kadar yakın olduğuna bağlıdır. Nükleonun durumu değişmezse (nükleon aynı yerde kalıyor gibi görünüyor), o zaman olasılık maksimumdur ve başlangıç durumunun son duruma karşılık gelen geçişine izin verilir denir. Bu tür geçişler B.-r'nin karakteristiğidir. hafif çekirdekler. Hafif çekirdekler hemen hemen aynı sayıda nötron ve proton içerir. Daha ağır çekirdeklerde protonlardan daha fazla nötron bulunur. Farklı tipteki nükleonların durumları birbirinden önemli ölçüde farklıdır. Bu B.-r.'nin işini zorlaştırıyor; B.-r. düşük olasılıkla gerçekleşir. Geçiş aynı zamanda çekirdeğin dönüşünü değiştirme ihtiyacı nedeniyle de karmaşık hale gelir. Bu tür geçişlere yasak denir. Geçişin doğası aynı zamanda β parçacıklarının enerji spektrumunun şeklini de etkiler. β-radyoaktif çekirdekler (beta spektrumu) tarafından yayılan elektronların enerji dağılımına ilişkin deneysel bir çalışma, bir Beta spektrometresi kullanılarak gerçekleştirilir. β spektrumlarının örnekleri şurada gösterilmiştir: pirinç. 1
Ve pirinç. 2
. Yandı: Alfa, beta ve gama spektroskopisi, ed. K. Siegbana, çev. İngilizce'den V. 4, M., 1969, bölüm. 22-24; Deneysel Nükleer Fizik, ed. E. Segre, çev. İngilizceden, cilt 3, M., 1961. E. M. Leikin. Nötron beta spektrumu. Apsis ekseni kinetik göstermektedir. elektron enerjisi E kev, koordinatta - göreceli birimlerdeki N (E) elektron sayısı (dikey çubuklar, belirli bir enerjiye sahip elektronlar için ölçüm hatalarının sınırlarını gösterir). Büyük Sovyet Ansiklopedisi. - M .: Sovyet Ansiklopedisi.
1969-1978
.
Diğer sözlüklerde “Beta bozunması”nın ne olduğunu görün:
Beta bozunması, atom çekirdeğinin radyoaktif dönüşümleri; süreçte çekirdekler elektronlar ve antinötrinolar (beta bozunması) veya pozitronlar ve nötrinolar (beta + bozunması) yayar. B. r. elektronlar ve pozitronlar toplu olarak adlandırılır. beta parçacıkları. … … Büyük Ansiklopedik Politeknik Sözlüğü
Modern ansiklopedi
Beta bozunması- (b bozunum), çürüyen bir çekirdeğin elektron veya pozitron yaydığı bir tür radyoaktivite. Elektron beta bozunmasında (b), bir nötron (nükleer içi veya serbest), bir elektron ve bir antinötrino emisyonu ile bir protona dönüşür (bkz. ... ... Resimli Ansiklopedik Sözlük
Beta bozunması- (β bozunması) atom çekirdeğinin radyoaktif dönüşümleri; bu sırada çekirdekler elektronlar ve antinötrinolar (β bozunması) veya pozitronlar ve nötrinolar (β+ bozunması) yayar. B. r. Elektronlar ve pozitronlar toplu olarak beta parçacıkları (β parçacıkları) olarak adlandırılır. Rusya'nın işgücünün korunması ansiklopedisi
- (b bozunması). at içindeki bir nötron n'nin bir proton p'ye ve bir protonun bir nötrona kendiliğinden (kendiliğinden) dönüşümü. çekirdekler (aynı zamanda serbest bir nötronun protona dönüşümü), elektron e veya pozitron e+ ve elektron antinötrinoların emisyonuyla birlikte... ... Fiziksel ansiklopedi
Bir atom çekirdeği içinde bir nötronun bir protona ve bir protonun bir nötrona kendiliğinden dönüşümü ve ayrıca serbest bir nötronun bir protona dönüşümü, bir elektron veya pozitron ve bir nötrino veya antinötrino emisyonu ile birlikte. çift beta bozunumu... ... Nükleer enerji terimleri
- (bkz. beta) bir elektron ve bir antinötrino veya bir pozitron ve bir nötrinonun yayıldığı bir atom çekirdeğinin radyoaktif dönüşümü; Beta bozunması sırasında atom çekirdeğinin elektrik yükü bir birim değişir, ancak kütle numarası değişmez. Yeni sözlük... ... Rus dilinin yabancı kelimeler sözlüğü
beta bozunması- beta ışınları, beta bozunması, beta parçacıkları. İlk kısım [beta] olarak telaffuz edilir... Modern Rus dilinde telaffuz ve vurgu zorlukları sözlüğü
İsim, eşanlamlıların sayısı: 1 bozunma (28) ASIS Eşanlamlılar Sözlüğü. V.N. Trishin. 2013… Eşanlamlılar sözlüğü
Beta bozunması, beta bozunması... Yazım sözlüğü-referans kitabı
BETA BOZULMASI- (ß bozunması) bir elektronun ve bir antinötrinonun veya bir pozitron ve bir nötrino'nun yayıldığı bir atom çekirdeğinin radyoaktif dönüşümü (zayıf etkileşim); B.r. ile atom çekirdeğinin elektrik yükü bir birim değişir, kütle (bkz.) değişmez... Büyük Politeknik Ansiklopedisi
Kitaplar
- Tablolar seti. Fizik. 9. sınıf (20 tablo), . 20 sayfalık eğitici albüm.
Maddi nokta. Hareket eden bir cismin koordinatları. Hızlanma. Newton yasaları. Evrensel çekim yasası. Doğrusal ve eğrisel hareket. Boyunca vücut hareketi...
Atom çekirdekleri stabildir, ancak belirli bir proton ve nötron oranı ihlal edildiğinde durumlarını değiştirirler. Hafif çekirdeklerin yaklaşık olarak eşit sayıda proton ve nötron içermesi gerekir. Çekirdekte çok fazla proton veya nötron varsa, bu tür çekirdekler kararsızdır ve kendiliğinden radyoaktif dönüşümlere uğrar, bunun sonucunda çekirdeğin bileşimi değişir ve sonuç olarak bir elementin atomunun çekirdeği çekirdeğe dönüşür. başka bir elementin atomunun Bu işlem sırasında nükleer radyasyon yayılır.
Aşağıdaki ana nükleer dönüşüm türleri veya radyoaktif bozunma türleri vardır: alfa bozunması ve beta bozunması (elektron, pozitron ve K-yakalama), dahili dönüşüm. Alfa bozunması –
Bu, radyoaktif bir izotopun çekirdeği tarafından alfa parçacıklarının emisyonudur. Bir alfa parçacığı ile iki proton ve iki nötronun kaybı nedeniyle, çürüyen çekirdek, proton sayısının (nükleer yük) 2, parçacık sayısının (kütle numarası) 4 azaldığı başka bir çekirdeğe dönüşür. Dolayısıyla Belirli bir radyoaktif bozunma için, Fajans ve Soddy (1913) tarafından formüle edilen yer değiştirme (kayma) kuralına uygun olarak, ortaya çıkan (yavru) eleman, orijinaline (ana) göre sola iki hücre kadar sola kaydırılır. D. I. Mendeleev'in periyodik tablosunda. Alfa bozunma süreci genel olarak şu şekilde yazılır:
burada X, orijinal çekirdeğin sembolüdür; Y, bozunma ürünü çekirdeğinin sembolüdür; 4 2 He – alfa parçacığı, Q – fazla enerjiyi serbest bıraktı.
Örneğin, radyum-226 çekirdeklerinin bozunmasına alfa parçacıklarının emisyonu eşlik ederken, radyum-226 çekirdekleri radon-222 çekirdeklerine dönüşür: . Bu, alfa parçacıklarının enerjisini bilerek yarı ömrü belirlemenin ve yarı ömürle radyonüklidi tanımlamanın mümkün olduğunu göstermektedir. Örneğin, polonyum-214 çekirdeği alfa parçacığı enerji değerleri E = 7,687 MeV ve T 1/2 = 4,510 -4 s ile karakterize edilirken, uranyum-238 çekirdeği için E = 4,196 MeV ve T 1/2 = 4, 510 9 yıl. Ayrıca alfa bozunmasının enerjisi ne kadar yüksek olursa, o kadar hızlı ilerlediği tespit edilmiştir.
Alfa bozunması, ağır çekirdeklerin (uranyum, toryum, polonyum, plütonyum vb. Z > 82 ile) oldukça yaygın bir nükleer dönüşümüdür; Şu anda 160'tan fazla alfa yayan çekirdek bilinmektedir.
Beta bozunması – elektronların veya pozitronların ve antinötrinoların emisyonunun eşlik ettiği, bir çekirdeğin içinde bir nötronun bir protona veya bir protonun bir nötrona kendiliğinden dönüşümü 
veya nötrino e.
Çekirdekte fazla miktarda nötron varsa (çekirdeğin aşırı nötron yükü), o zaman nötronlardan birinin bir protona dönüşerek bir elektron ve bir antinötrino yayan elektron beta bozunması meydana gelir:
.
Bu bozunma sırasında çekirdeğin yükü ve buna bağlı olarak yavru çekirdeğin atom numarası 1 artar, ancak kütle numarası değişmez, yani D.I. Mendeleev'in periyodik sisteminde yavru element bir hücreye kaydırılır. orijinal olanın hakkı. Beta bozunma süreci genel olarak şu şekilde yazılır:
.
Bu şekilde nötron miktarı fazla olan çekirdekler bozunur. Örneğin, stronsiyum-90 çekirdeğinin bozunmasına elektronların emisyonu ve bunların itriyum-90'a dönüşümü eşlik eder:
Genellikle beta bozunması sonucu oluşan elementlerin çekirdekleri, bir veya daha fazla gama ışınının yayılmasıyla açığa çıkan fazla enerjiye sahiptir. Örneğin:
Elektronik beta bozunumu birçok doğal ve yapay olarak üretilen radyoaktif elementin karakteristik özelliğidir.
Çekirdekteki nötronların protonlara uygun olmayan oranı proton fazlalığından kaynaklanıyorsa, o zaman çekirdek içinde bir protonun bir nötrona dönüşmesinin bir sonucu olarak çekirdeğin bir pozitron ve bir nötrino yaydığı pozitron beta bozunması meydana gelir. :
Çekirdeğin yükü ve buna bağlı olarak yavru elementin atom numarası 1 azalır, kütle numarası değişmez. Kız element, D.I. Mendeleev'in periyodik tablosunda ebeveynin bir hücre solunda yer alacak:
Yapay olarak elde edilen bazı izotoplarda pozitron bozunması gözlenir. Örneğin, izotop fosfor-30'un silikon-30'u oluşturacak şekilde bozunması:
Çekirdekten kaçan bir pozitron, atomun kabuğundan "ekstra" bir elektronu (çekirdeğe zayıf bir şekilde bağlı) koparır veya serbest bir elektronla etkileşime girerek bir "pozitron-elektron" çifti oluşturur. Parçacık ve antiparçacığın enerji açığa çıkmasıyla anında birbirini yok etmesi nedeniyle oluşan çift, parçacıkların kütlesine eşdeğer enerjiye sahip (e+ ve e-) iki gama kuantuma dönüşür. Bir pozitron-elektron çiftinin iki gama kuantasına dönüşme sürecine yok olma (yıkım), ortaya çıkan elektromanyetik radyasyona ise yok olma adı verilir. Bu durumda, maddenin bir biçiminin (madde parçacıkları) diğerine (radyasyon) dönüşümü söz konusudur. Bu, ters bir reaksiyonun varlığıyla doğrulanır - atomun güçlü bir elektrik alanının etkisi altında çekirdeğin yakınından geçen, yeterince yüksek enerjiye sahip elektromanyetik radyasyonun bir elektron-pozitron çiftine dönüştüğü bir çift oluşum reaksiyonu.
Böylece, pozitron beta bozunması sırasında nihai sonuç parçacıklar değil, her biri 0,511 MeV enerjiye sahip iki gama ışını olur ve parçacıkların geri kalan kütlesinin enerji eşdeğerine eşittir - bir pozitron ve bir elektron E = 2m e c 2 = 1,022 MeV.
Bir çekirdeğin dönüşümü, çekirdeğin protonlarından biri kendiliğinden atomun iç kabuklarından birinden (K, L, vb.), çoğunlukla K kabuğundan bir elektron yakaladığında, elektron yakalama yoluyla gerçekleştirilebilir. ve bir nötrona dönüşür. Bu işleme K-yakalama da denir. Bir proton aşağıdaki reaksiyona göre nötrona dönüşür:
Bu durumda nükleer yük 1 azalır ancak kütle numarası değişmez:
Örneğin,
Bu durumda elektronun boşalttığı alanı atomun dış kabuğundaki bir elektron doldurur. Elektron kabuklarının yeniden yapılandırılması sonucunda bir X-ışını kuantumu yayılır. Elektron yakalama sırasında çekirdekteki protonların sayısı bir azaldığından atom hala elektriksel olarak nötr kalır. Dolayısıyla bu tür bozunma, pozitron beta bozunumuyla aynı sonuçları üretir. Kural olarak yapay radyonüklidler için tipiktir.
Belirli bir radyonüklidin beta bozunması sırasında çekirdek tarafından salınan enerji her zaman sabittir, ancak bu tür bir bozunmanın iki değil üç parçacık üretmesi nedeniyle: geri tepme çekirdeği (yavru), bir elektron (veya pozitron) ve Bir nötrinoda enerji her bozunma olayında değişir, elektron (pozitron) ile nötrino arasında yeniden dağıtılır, çünkü yavru çekirdek her zaman aynı enerji kısmını taşır. Dağılım açısına bağlı olarak bir nötrino daha fazla veya daha az enerji taşıyabilir, bunun sonucunda elektron sıfırdan belirli bir maksimum değere kadar herhangi bir enerjiyi alabilir. Buradan, Beta bozunması sırasında aynı radyonüklidin beta parçacıkları farklı enerjilere sahiptir, Belirli bir radyonüklidin bozunmasının sıfırdan belirli bir maksimum değere kadar karakteristiği. Beta radyasyon enerjisine dayanarak bir radyonüklidi tanımlamak neredeyse imkansızdır.
Bazı radyonüklidler eş zamanlı olarak iki veya üç yolla bozunabilir: alfa ve beta bozunumuyla ve üç tür bozunmanın birleşimi olan K-yakalama yoluyla. Bu durumda dönüşümler kesin olarak tanımlanmış bir oranda gerçekleştirilir. Örneğin, doğal potasyum içeriği %0,0119 olan doğal uzun ömürlü radyoizotop potasyum-40 (T 1/2 = 1,4910 9 yıl), elektronik beta bozunmasına ve K-yakalanmasına uğrar:
(%88 – elektronik bozulma),
(%12 – K-yakalama).
Yukarıda açıklanan bozunma türlerinden gama bozunmasının “saf formda” olmadığı sonucuna varabiliriz. Gama radyasyonu yalnızca çeşitli bozunma türlerine eşlik edebilir. Çekirdeğe gama radyasyonu yayıldığında ne kütle numarası ne de yükü değişir. Sonuç olarak radyonüklidin doğası değişmez, yalnızca çekirdeğin içerdiği enerji değişir. Gama radyasyonu, çekirdekler uyarılmış seviyelerden yer seviyesi de dahil olmak üzere daha düşük seviyelere geçtiğinde yayılır. Örneğin sezyum-137'nin bozunması uyarılmış bir baryum-137 çekirdeği üretir. Uyarılmış durumdan kararlı duruma geçişe gama kuantasının emisyonu eşlik eder:
Uyarılmış durumdaki çekirdeklerin ömrü çok kısa olduğundan (genellikle t=10-19 s), alfa ve beta bozunmaları sırasında yüklü parçacıkla hemen hemen aynı anda bir gama kuantumu yayılır. Buna dayanarak, gama radyasyonu süreci bağımsız bir bozunma türü olarak ayırt edilmemektedir. Gama radyasyonunun enerjisinin yanı sıra alfa radyasyonunun enerjisi ile bir radyonüklidi tanımlamak mümkündür..
Dahili dönüşüm. Bir atom çekirdeğinin uyarılmış (bir veya başka bir nükleer dönüşümün sonucu olarak) durumu, içinde aşırı enerjinin varlığını gösterir. Uyarılmış bir çekirdek, yalnızca bir gama kuantumu emisyonu veya bir parçacığın fırlatılması yoluyla değil, aynı zamanda iç dönüşüm veya elektron-pozitron çiftlerinin oluşumuyla dönüşüm yoluyla daha düşük enerjili bir duruma (normal durum) geçebilir.
İç dönüşüm olgusu, çekirdeğin uyarılma enerjisini iç katmanların (K-, L- veya M-katmanı) elektronlarından birine aktarması ve bunun sonucunda atomun dışına kaçmasıdır. Bu tür elektronlara dönüşüm elektronları denir. Sonuç olarak, dönüşüm elektronlarının emisyonu, çekirdeğin kabuk elektronları ile doğrudan elektromanyetik etkileşiminden kaynaklanmaktadır. Dönüşüm elektronları, sürekli bir spektrum veren beta bozunma elektronlarının aksine, bir çizgi enerji spektrumuna sahiptir.
Uyarma enerjisi 1,022 MeV'yi aşarsa, çekirdeğin normal duruma geçişine bir elektron-pozitron çiftinin emisyonu ve ardından bunların yok olması eşlik edebilir. İç dönüşüm gerçekleştikten sonra, atomun elektron kabuğunda, atılan dönüşüm elektronu için "boş" bir yer belirir. Daha uzak katmanlardaki (daha yüksek enerji seviyelerinden) elektronlardan biri, karakteristik X-ışını radyasyonunun emisyonu ile “boş” bir yere kuantum geçişi gerçekleştirir.