PRZEMIANY JĄDROWE

 

 

Dlaczego jądra atomowe pierwiastków emitują promieniowanie alfa, beta i gamma. Jak wcześniej wspomnieliśmy, gdy zwiększa się ilość nukleonów w jądrze od pewnego momentu siły odpychania Columbowskiego (pomiędzy protonami) biorą górę nad przyciągającymi silnymi siłami jądrowymi. Jądro takie jest niestabilne i prędzej, czy później rozpadnie się.

Niestabilne jądro emituje cząsteczkę alfa lub beta zamieniając się w inne jądro. Oznaczmy odpowiednio jako A i Z liczbę masową i liczbę atomową atomu przed rozpadem. Jądro helu (cząsteczka alfa) składa się z dwóch protonów i dwóch neutronów. Jeżeli więc rozpadający się atom emituje cząsteczkę alfa, to liczba masowa atomu pochodnego wyniesie A-4, a liczba atomowa Z-2. Przemianę tą można zapisać schematycznie:

 
        

Drugim typem przemian są przemiany beta związane z emisją elektronu przez jądro atomowe. Można zapisać to schematycznie:

 
        

Skąd w jądrze elektron? Naukowcy w latach dwudziestych starali się odpowiedzieć na to pytanie. Jednak odkryli tylko kolejne sprzeczności i niewiadome. Dopiero w 1931 roku Wolfgang Pauli wytłumaczył ten proces. Stwierdził on, iż w czasie przemiany beta w jądrze jeden z neutronów zmienia się w proton, elektron i neutrino (dziś zwane antyneutrinem). Neutrino, podobnie jak foton, nie posiada masy (chociaż ostatnie eksperymenty wskazują, że może ono jednak posiadać pewną malutką masę). Nie posiada ono również ładunku. Elektron i neutrino opuszczają jądro podczas, gdy proton w nim zostaje. Ostatecznego dowodu na to, iż opis tej przemiany jest właściwy, dostarczyło wykrycie neutrina - około roku 1954.

Promieniowanie gamma, jak już wiemy to wysoko energetyczne fotony. Bardzo często pojawiają się one razem z innymi rodzajami promieniowania. Jądro atomowe zbudowane jest nieco podobnie do całego atomu - zawarte w nim nukleony znajdują się na pewnych orbitach. W momencie, gdy któryś nukleon znajdzie się na wyższej orbicie, może przeskoczyć na niższą, wolną, emitując przy okazji foton gamma. Nukleon może znaleźć się na wyższej orbicie po wyemitowaniu przez jądro jakiejś cząstki. Dlatego promieniowanie gamma tak często towarzyszy innym rodzajom promieniowania.

ZAPAMIĘTAJ:

	Jądro przechodząc rozpad alfa zamienia się w jądro, które ma o dwa protony i dwa neutrony mniej.
	Jądro przechodząc rozpad beta zamienia się w jądro, które ma o jeden neutron mniej i o jeden proton więcej.
	W przemianie beta z jądra emitowany jest elektron oraz neutrino.
	Emisja kwantu gamma wiąże się ze stanem wzbudzonym jądra.

---