рирода а-распада была установлена еще первыми исследователями радиоактивности, что позволило сформулировать одно из положений правила сдвига: при вылете "из ядра а-частицы порядковый номер ядра уменьшается на два, а массовое число — на четыре.

Испускаемые данным радиоактивным изотопом а-части-цы по своей энергии либо однородны, либо разделяются на небольшое число групп. Для различных изотопов эта энергия колеблется в пределах 4,5—8 МэВ (хотя изредка может принимать и большие значения).

Энергия а-распада определяет очень большую скорость а-частиц, вылетающих из ядра,— порядка 15 • 10е м/с. Эта скорость приблизительно в полторы тысячи раз больше тон скорости, которая необходима для преодоления поля тяготения Земли. Однако а-частица не только не уходит за пределы земного притяжения, но и пролетает в атмбсфере весьма короткий путь. Причина этого ^— в резком уменьшений энергии а-частицы вследствие ее высокого ионизирующего действия. Довольно значительная масса а-частицы и ее высокий заряд приводят к частым столкновениям а-частицы с молекулами газов воздуха, которые и подвергается диссоциации на атомы и последующей ионизации. Ионизирующая способность а-излучения чрезвычайно высока выше, чем всех иных типов радиоактивного излу

чения. Одна а-частица при движении в воздухе ионизирует около 200 ООО молекул. Найдено, что а-частицы всех известных нам а-излучателей поглощаются слоем воздуха толщиной 0,02—0,07 м. Исследование энергетических характеристик а-распада различных радиоактивных элементов позволило связать постоянную радиоактивного а-распада Кх. с длиной пробега а-частицы в воздухе /:

(3.6)

%40М

где А и В постоянные, причем, как будет показано в следующей главе, В характеризует принадлежность данного изотопа к определенному радиоактивному семейству. Выражение (3.6) носит название правила Гейгера— Нэттола.

ж

Естественно, поглощение в более плотных, чем воздух, средах осуществляется в менее толстых слоях: пробег a-частицы в металлах имеет порядок сотых долей миллиметра, в органических соединениях <—

немногим больше. Так, например, пробег a-частиц в алюминии составляет 1,6 * 10~в м.

На рис. 11 изображена так называемая кривая Брэгга, представляющая собою зависимость числа пар ионов, образующихся на 1 мм пробега a-частицы, от расстояния от источника a-излучения. По мере увеличения расстояния скорость ионизации вначале увеличивается медленно, затем быстро растет, достигает максимума и затем еще быстрее падает. Форма кривой Брэгга объясняется тем, что а-частица, начиная двигаться, создает на своем пути ионы, расходуя на это определенную часть своей энергии, что, естественно, приводит к замедлению ее движения. Вследствие этого a-частица дольше задерживается около каждой из встречных молекул воздуха, что увеличивает вероятность ионизации. Верхняя точка кривой соответствует присоединению к a-частице двух электронов, вследствие чего она становится нейтральным атомом гелия и теряет ионизирующую способность.

Бета-распад -— радиоактивное превращение атомного ядра, "при котором оно теряет электрон е или позитрон е+. В первом случае р-распад связан с распадом нейтрона по. схеме (1.3); во втором <— с распадом протона по схеме (1.4). У подавляющего большинства р-радиоактивных изотопов распад связан с выбросом электрона, поэтому далее, за исключением особо оговариваемых случаев, говоря о р-из-лучении, будем подразумевать испускание ядром электрона.

Природа р-излучения установлена еще на заре изучения естественной радиоактивности. Тогда же было выведено

правило сдвига, относящееся к р-распаду, которое в современных терминах формулируется следующим образом: при вылете из ядра р-частицы массовое число не изменяется, а порядковый номер увеличивается на единицу (последнее становится очевидным, если учесть, что заряд электрона равен <— 1).

йпах

В отличие от ос-излучения р-излучение, испускаемое данным радиоактивным изотопом, не имеет какой-либо определенной энергии.' Энергия р-частиц изРис. 12. Энергетический меняется от какой-то величины, спектр а-частиц RaE и As?«. весьма близкой к нулю, до определенной для каждого изотопа

величины, называемой максимальной энергией р-излучения. Значения максимальной энергии различных р-радиоактив-ных изотопов колеблются в широких пределах — от 15 КэВ (килоэлектронвольт) до 15 МэВ.

На рис. 12 приведен типичный энергетический спектр Р-радиоактивных изотопов. По оси абсцисс отложена энергия р-частиц, по оси ординат — процент р-частиц, обладающих данной энергией. Из рисунка видно, что можно только говорить о максимальной энергии р-излучения, а также о какой-то энергии, которой обладает максимальное число р-частиц (это значение энергии соответствует максимуму на кривой энергетического спектра).

Можно отметить следующее важное правило: средняя энергия р-излучения обычно равна одной трети максимальной. Так, например, средняя энергия р-частиц искусственного радиоактивного изотопа серы S35 равна 0,056 МэВ, а максимальная энергия составляет 0,169 МэВ.

Теория Р-распа