Закон радиоактивного распада. Правила смещения при радиоактивном распаде

К 1903 году были от­кры­ты несколь­ко ра­дио­ак­тив­ных пре­па­ра­тов, ко­то­рые из­лу­ча­ют  α-, β-  и γ- ча­сти­цы: уран, торий, ак­ти­ний, радий, по­ло­ний.

Также было уста­нов­ле­но, что α-ча­сти­ца – это ядро гелия, β – элек­трон.

Ре­зер­форд сфор­му­ли­ро­вал пра­ви­ла сме­ще­ния при ра­дио­ак­тив­ном рас­па­де. С по­мо­щью дан­но­го пра­ви­ла с по­мо­щью ис­ход­но­го ядра можно найти ядро, ко­то­рое по­лу­чит­ся вслед­ствие того или иного рас­па­да (Рис. 1).

Рис. 1

Z – за­ря­до­вое число

М – масса

Здесь вы­пол­ня­ет­ся закон со­хра­не­ния элек­три­че­ско­го за­ря­да и закон со­хра­не­ния массы. На­при­мер, если радий имеет заряд 88 и массу 226, и из­лу­ча­ет α-ча­сти­цу, то по­лу­чит­ся эле­мент с за­ря­до­вым чис­лом 86 и с мас­сой 222 – радон (инерт­ный газ).

То же самое пра­ви­ло дей­ству­ет и на тя­же­лые эле­мен­ты (Рис. 2).

Рис. 2

Также вы­пол­ня­ют­ся за­ко­ны со­хра­не­ния за­ря­да и массы.

Те­перь вы­ве­дем закон ра­дио­ак­тив­но­го рас­па­да (Рис. 3–4).

Рис. 3

N – ис­ход­ное ко­ли­че­ство ядер ве­ще­ства

N(t) – ко­ли­че­ство ато­мов дан­но­го ра­дио­ак­тив­но­го пре­па­ра­та с те­че­ни­ем вре­ме­ни

Рис. 4

T_1/2 – пе­ри­од по­лу­рас­па­да

ΔN_1 – ко­ли­че­ство рас­пав­ших­ся ядер пер­во­го пре­па­ра­та

Рас­смот­рим ра­дио­ак­тив­ные ряды. Ис­сле­до­ва­ние ра­дио­ак­тив­но­сти по­ка­за­ло, что в при­ро­де могли су­ще­ство­вать 4 ра­дио­ак­тив­ных ряда (Рис. 5).

Рис. 5

А – атом­ная масса изо­то­па

По ряду урана смог­ли опре­де­лить при­мер­ный воз­раст Земли: 4,5 млрд лет.

За­да­ча №1

За­да­ча №2

Пе­ри­од по­лу­рас­па­да радия – 1600 лет. Во сколь­ко раз умень­ша­ет­ся ра­дио­ак­тив­ность пре­па­ра­та за 800 лет, если про­дук­ты рас­па­да радия уда­ля­ют­ся?