방사성 붕괴
핵 불안정성의 결과로 원자 핵에 의해 투사 된 거동을 방사능이라고합니다. 원자의 핵은 방사선 방사선 형태로 에너지를 잃기 시작합니다.
이 현상을 확인하기 위해 실험을 사용 하였다. 사진 플레이트를 사용하여 서랍을 늘렸다. 서랍에는 검은 종이로 싸인 약간의 우라늄 화합물이있었습니다. 잠시 후, 플레이트를 철저히 면밀히 조사했습니다. 그들은 방사선에 노출되었다는 것을 분명히 보여주었습니다. “방사성 붕괴”라는 용어는이 사건을 설명하는 데 사용되었습니다.
원소의 방사성 동위 원소에 불안정한 핵의 존재는 모든 에너지를 배출한다. 원자 입자는 그 결과로 결합되지 않습니다. 스스로를 안정화시키기 위해 존재하는 동위 원소는 끊임없이 부패합니다. 이로 인해 방사선 형태로 많은 양의 에너지가 방출됩니다.
유형의 방사성 붕괴
알파 붕괴, 베타 붕괴 및 감마 붕괴는 세 가지 주요 유형입니다.
알파 붕괴 또는 α-decay
핵이 새로운 원자 핵으로 알파 입자 (헬륨 핵)를 방출하는 과정은 알파 붕괴라고합니다. 알파 붕괴에 대한 공식은 다음과 같습니다.
e =(mi – mf – mp) c2
여기,
mi =핵의 초기 질량
MF =알파 입자 방출 후 핵의 질량
MP =방출 된 알파 입자의 질량
알파 붕괴의 예 :
92 238 U90234th+24he
92238U가 알파 붕괴를 겪으면 90234 번째 및 24HE (2 개의 양성자와 2 개의 중성자가 포함되어 있음)가됩니다.
베타 붕괴 또는 β-decay
베타 입자 (전자/양전자)는 베타 붕괴 동안 원자 핵에서 방출됩니다. 베타 붕괴 과정은 다음과 같습니다.
90234th91234PA+-10E
감마 붕괴 또는 γ-Decay
원자와 마찬가지로 핵은 에너지 수준이 다릅니다. 핵의 높은 에너지 수준이 낮은 에너지 수준으로 전환되면 MEV 에너지의 광자가 방출되어 Gamma-ray라는 이름을 얻습니다.
베타 붕괴 설명
베타 붕괴는 양성자를 중성자로 변형시키는 것입니다. 이 반응은 방사성 샘플의 핵 내부에서 발생합니다. 알파와 베타 붕괴는 핵이 가능한 이상적인 양성자 또는 중성자에 가까운 곳에 접근 할 수있게합니다.
이 시간 동안, 핵은 베타 입자를 방출하며, 이는 양전자 또는 전자 일 수있다. 우리가 기억해야 할 것은 전하 보존 요건에 순종하기 위해 양전자가 만들어 졌다는 것입니다. 양성자는 중성자 또는 다른 방법이 될 수 있습니다. 베타-디케이는 뇌에서 발생하는 약한 상호 작용 메커니즘입니다.
간단히 말해서 베타 붕괴는 자연적으로 발생하는 요소와 동위 원소의 특징이며, 이는 해당 요소의 인공 동위 원소를 생성 할 수 있습니다.
베타 붕괴 절차
핵 내부의 양성자는 베타 붕괴 과정에서 중성자로 붕괴되거나 그 반대도 마찬가지입니다. 중성자를 양성자로 변환하는 과정은 (β-) 붕괴로 알려져 있으며, 양성자를 중성자로 변환하는 과정은 (β+) 붕괴로 알려져있다. 핵의 변화로 인해 베타 입자가 방출됩니다. 이 입자는 뼈암 및 안과 암을 포함한 다양한 질병을 치료하는 데 사용됩니다. 추적자로서 베타 입자가 자주 사용됩니다.
베타 붕괴 유형
방사능 베타 붕괴는 두 가지 유형입니다. -
-
베타 마이너스 붕괴 (β-)
- 양성자는 베타 마이너스 붕괴로 변환되어 원자의 원자 수가 증가합니다.
- 전하 보존을 유지하기 위해 핵은 또한 과정에서 전자와 항 혈관을 생성합니다.
- antineutrino는 중성미자의 반물질에 대응합니다. 이들은 본질적으로 질량이없는 중성 입자입니다. 이 입자들의 다른 물질과의 상호 작용은 너무 희미하기 때문에 지구 전체는 영향을받지 않습니다.
베타 마이너스 붕괴에서 원자 구성은 다음과 같습니다.
zaxz+1ay+e –+
n =p+e –+
-
베타 플러스 붕괴 ( β+)
- 베타 플러스에서 중성자로 양성자를 전이하면 방사성 물질의 원자 수가 줄어 듭니다. 결과적으로, 양성자가 손실되고 핵 내부에서 중성자가 얻어집니다.
- 충전 보존 법칙을 유지하기 위해 베타 붕괴 프로세스는 양전자와 중성미자를 생성합니다. 양전자는 양전하 입자입니다.
- 중성미자는 행동 측면에서 Antineutrinos와 유사하게 행동합니다.
원자 구성 방정식은 다음과 같습니다.
zaxz-1ay+e ++
p =n+e ++
베타 배출
일부 방사성 핵에 의해 방출되는 베타 입자는 칼륨-40에서 발견되는 것과 같은 고 에너지 고속 전자로 구성됩니다. 베타 입자의 침투는 알파 입자의 침투보다 크지 만 베타-감마 광선은 여전히 약합니다. 이온화 방사선은 베타 배출 또는 베타 광선으로도 알려진 베타 입자 형태로 방출됩니다.
Fermi의 이론
Enrico Fermi의 제안 된 가설에 따르면 네 개의 fermions는 한 정점에서 서로 직접 상호 작용합니다. 전자는 이러한 유형의 상호 작용에서 중성자, 중성미자 및 양성자와 결합된다. Fermi는 1933 년 에이 이론을 처음 제안했다.
방사성 붕괴 법
단위 시간당 방사성 핵 붕괴 (α, β 또는 γ 붕괴)의 수가 샘플 재료의 총 핵 수에 비례하는 경우, 방사성 붕괴 법칙이 적용됩니다.
N이 샘플에서 핵의 수를 나타내고 ∆N이 단위 시간당 방사성 붕괴의 수를 나타내면
ΔN ΔTδ N
또는
ΔN ΔT =λn
여기,
λ =비례 상수 또는 방사성 붕괴 상수
ΔN =샘플에 존재하는 총 핵 수의 감소
∂n/∂t =-λn ………………………. 식 (1)
위의 방정식은 다음과 같이 쓸 수도 있습니다.
∂N/n =-λ∂t ………………. 식 (2)
방정식 (1) 및 (2)를 사용하여
non∂n/n =-tot∂t
lnn-lnn0 =-(t-t0)
여기,
n0 =한 번에 샘플에 존재하는 핵의 초기 수
T0이 방정식에서 t =0으로 대체되면 결과는 다음과 같습니다.
in (n/n0) =-λt
최종 방정식은 다음과 같습니다.
n (t) =n0e – t0
결론
일부 불안정한 원자 핵이 자발적으로 잉여 에너지를 낭비하고 질량 수를 변경하지 않고 1 단위 양전하 변화를 겪는 3 가지 방사성 붕해 과정 중 하나입니다. 전자 방출, 양전자 (양성 전자) 방출 및 전자 캡처는 세 가지 공정입니다. 어니스트 러더 포드 (Ernest Rutherford)는 방사능이 간단한 사건이 아니라는 사실을 알게 된 후 1899 년 베타 붕괴라고 불렀다. 더 적은 침투 광선은 알파라고 불렀으며, 더 많은 침투 광선은 베타로 더빙되었습니다. 베타 입자의 대부분은 거의 가벼운 속도로 방출됩니다.
