Закон радіоактивного розпаду

Фізичний закон радіоактивного розпаду був сформульований після того, як в 1896 році Беккерелем було відкрито явище радіоактивності. Воно полягає в непередбачуваному переході одних видів ядер в інші, при цьому вони виділяють різні види випромінювань і частинок елементів. Процес буває природним, коли проявляється в існуючих у природі ізотопів, і штучним, у випадках отримання оних в ядерних реакціях. Те ядро, яке розпадається, вважається материнським, а вийшло - дочірнім. Іншими словами, основний закон радіоактивного розпаду включає в себе довільний природний процес перетворення одного ядра в інше.

Дослідження Беккереля показало наявність в солях урану невідомого раніше випромінювання, яке надавало вплив на фотопластинку, наповнювало повітря іонами і мало властивість проходити через тонкі пластинки з металу. Досліди М. і П. Кюрі з радієм і полонієм підтвердили висновок, описаний вище, і в науці з`явилося нове поняття, що отримало назву вчення радіоактивного випромінювання.

Дана теорія, що відображає закон радіоактивного розпаду, заснована на припущенні спонтанного процесу, який підпорядковується статистиці. Так як окремі ядра розпадаються незалежно один від одного, то вважається, що в середньому число розпалися за певний проміжок часу пропорційно нераспавшіхся до моменту закінчення процесу. Якщо слідувати експоненціальнимзакону, то кількість останніх спадає значно.

Інтенсивність явища характеризують дві основні властивості випромінювання: період так званого напіврозпаду і среднерасчітанний проміжок життя радіоактивного ядра. Перший коливається між мільйонними частками секунди і мільярдами років. Вчені вважають, що такі ядра не старіють, і для них не існує поняття віку.

Закон радіоактивного розпаду заснований на так званих правилах зсуву, а вони, в свою чергу, є наслідком теорії про збереження ядром заряду і числа маси. Експериментальним шляхом встановлено, що дія магнітного поля діє по-різному: а) відхилення променів відбувається як позитивно заряджених частинок-б) як отріцательних- в) не проявляють жодної реакції. З цього випливає, що випромінювання буває трьох видів.

Стільки ж налічується і різновидів самого процесу розпаду: з викидом електрона-позітрона- поглинання одного електрона ядром. Доведено, що ядра, відповідні своєю будовою свинцю, переживають розпад з випусканням. Теорія отримала назву альфа-розпаду і була сформульована Г. А. Гамовим в 1928 році. Другий різновид була сформульована в 1931 році Е. Фермі. Його дослідження показали, що замість електронів деякі види ядер випускають протилежні частинки - позитрони, і це завжди супроводжується випромінюванням частинки з нульовим електричним зарядом і масою спокою, нейріно. Найпростішим прикладом бета-розпаду вважається перехід нейрона в протон з тимчасовим періодом в 12 хвилин.

Ці теорії, що розглядають закони радіоактивного розпаду, були основними до 1940 року 19 століття, поки радянські фізики Г. Н. Флерів і К. А. Петржак не відкрили ще один вид, під час якого ядра урану мимовільно діляться дві рівні частки. У 1960 році була передбачена радіоактивність двухпротонная і двухнейтронная. Але до наших днів цей вид розпаду підтвердження експериментальним шляхом не отримав і виявлений не був. Було відкрито тільки протонне випромінювання, при якому відбувається викид з ядра протона.

Розібратися з усіма цими питаннями досить складно, хоча сам закон радіоактивного розпаду простий. Нелегко усвідомити його фізичний зміст і, звичайно, виклад цієї теорії виходить далеко за межі програми фізики як предмету в школі.