Przemiany alfa, beta i gamma: co zachowujemy w równaniu?
W zapisie przemiany jądrowej można zgubić cząstkę, mimo że zgadzają się liczby po obu stronach równania. Bilans A i ładunku jest konieczny, ale nie zastępuje bilansu energii, pędu i pozostałych wielkości.
W tym materiale
W zapisie przemiany jądrowej można zgubić cząstkę, mimo że zgadzają się liczby po obu stronach równania. Bilans A i ładunku jest konieczny, ale nie zastępuje bilansu energii, pędu i pozostałych wielkości.
Potrzebne wiadomości: Liczby A i Z, ładunek oraz zasada zachowania energii.
Co zmienia się w jądrze, a co je opuszcza?
Nazwy alfa, beta i gamma dotyczą różnych przemian. Żeby poprawnie zapisać ich skutki, oddzielamy liczbę nukleonów A, liczbę protonów Z, ładunek emitowanych cząstek oraz energię. Zachowanie jednego z tych elementów nie zastępuje pozostałych.
Alfa zabiera cztery nukleony
Cząstka alfa to jądro helu ⁴₂He: dwa protony i dwa neutrony. Po jej emisji jądro potomne ma A − 4 i Z − 2. Dla przykładu ²²⁶₈₈Ra w kanale alfa przechodzi w ²²²₈₆Rn. Liczba neutronów zmienia się ze 138 na 136, a dwa brakujące neutrony znajdują się w cząstce alfa. Zmniejszenie liczby A nie oznacza zniknięcia nukleonów z całego układu.
Beta zmienia rodzaj nukleonu
W beta minus neutron przekształca się w proton, elektron i antyneutrino elektronowe:
n\to p+e^-+\bar\nu_e.
A jądra się nie zmienia, a Z rośnie o jeden. Elektron jest produktem przemiany; nie wyciągamy tu zwykłego elektronu powłoki z wnętrza jądra. Ładunki dają 0 = (+e) + (−e). Antyneutrino uczestniczy w bilansie energii, pędu i liczby leptonowej.
W energetycznie dozwolonej przemianie beta plus jądra proton przekształca się w neutron, pozyton i neutrino elektronowe. Z maleje o jeden przy stałym A. Równanie symboliczne nie dowodzi, że swobodny proton może sam tak się rozpaść w próżni: całkowite masy i energia muszą pozwalać na dany proces.
Gamma zmienia stan energetyczny
Jądro wzbudzone może oddać energię jako foton gamma bez zmiany A i Z. Zachowuje więc tożsamość izotopu, ale nie dokładnie tę samą energię spoczynkową. Odrzut jądra zabiera część uwolnionej energii; pominięcie go jest przybliżeniem. Foton gamma nie jest dodatkowym protonem ani neutronem.
Bilans sekwencji i jego ograniczenie
W umownej sekwencji startujemy od A = 230, Z = 90. Jedna alfa daje A = 226, Z = 88. Dwie beta minus prowadzą kolejno do Z = 89 i 90, przy A = 226. Końcowy pierwiastek ma znowu początkowe Z, lecz jest innym izotopem, bo A zmalało o cztery. Gdyby zamiast dwóch beta minus nastąpiła tylko gamma, pozostałoby Z = 88.
Ten rachunek sprawdza zgodność zapisanej sekwencji, nie przewiduje jej rzeczywistego prawdopodobieństwa. Do tego potrzebne są dane o energiach, dozwolonych kanałach i czasie życia konkretnego stanu. Z samej nazwy promieniowania nie wyznaczymy także dawki pochłoniętej w oddalonym obiekcie.
Zadania do tego tematu
- Jądro potomne po emisji alfa
- Dwie przemiany beta minus bez zmiany liczby masowej
- Przejście gamma a nazwa pierwiastka
Komentarze (0)
Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.
RSS komentarzy · Powiadomienia e-mail
Dodaj komentarz
Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto