Ядерные распады: 3. Тяжелые элементы

Дождитесь загрузки виджета хронологической шкалы.

Для просмотра необходимо включить JavaScript.

Периоды полураспада изотопов урана

— альфа-распад
— бета-распад
— гамма-распад
— электронный захват

Радиоактивные изотопы умеренно тяжелых ядер в альфа-распаде предпочитают не участвовать и распадаются за счет других типов радиоактивности. Альфа-распад становится главным механизмом распада лишь для тяжелых элементов. И здесь разброс времен жизни может быть огромным. На интерактивной линейке показаны периоды полураспада многочисленных изотопов урана, подавляющее большинство которых распадается за счет альфа-радиоактивности.

Обратите внимание на две вещи. Во-первых, разброс времен полураспада поистине огромен. Самые легкие изотопы с большим избытком протонов распадаются за доли секунды. При добавлении несколько нейтронов ядро уже живет минуты, дни, годы. А два изотопа, уран-235 и уран-238 — одни из самых важных для ядерной энергетики, — живут миллиарды лет. Сравните числа: уран-238 живет на 23 порядка дольше, чем уран-222, и на 39 порядков больше, чем типичное ядерное время! Во-вторых, четко прослеживается тенденция — чем больше массовое число ядра, тем труднее ядру испустить альфа-частицу, и значит, тем дольше живет изотоп. Объясняется это тем, что ядро урана-222 содержит некомфортно много протонов для данного количества нейтронов. Поэтому ядро с удовольствием сбрасывает пару протонов, пусть даже и в сопровождении двух нейтронов.

Самые тяжелые синтезированные элементы — вплоть до атомного номера 118 — нестабильны и тоже распадаются, как правило, за счет альфа-распада. Например, самый тяжелый экспериментально полученный изотоп элемента 114, флеровия, живет примерно 2,7 секунды. Многие физики надеются, что более тяжелые изотопы этого элемента окажутся еще более долгоживущими, с периодами полураспада вплоть до нескольких месяцев, — это так называемый остров стабильности, который манит физиков уже полвека, но до сих пор по-настоящему не достигнут. Однако экспериментально ядра с таким большим количеством нейтронов пока не получены.

Интересующиеся этой темой могут найти подробные данные по свойствам известных изотопов, в том числе и их распадам, в интерактивной таблице нуклидов Chart of nuclides.


0
Написать комментарий

    Элементы

    © 2005-2017 «Элементы»