Phóng xạ là gì – Wikipedia tiếng Việt

Phóng xạ hay phóng xạ hạt nhân là hiện tượng một số hạt nhân nguyên tử không bền tự biến đổi và phát ra các bức xạ hạt nhân (thường được gọi là các tia phóng xạ). Các nguyên tử có tính phóng xạ gọi là các đồng vị phóng xạ, còn các nguyên tử không phóng xạ gọi là các đồng vị bền. Các nguyên tố hóa học chỉ gồm các đồng vị phóng xạ (không có đồng vị bền) gọi là nguyên tố phóng xạ. Một vật chất chứa các hạt nhân không bền được coi là chất phóng xạ. Ba trong số các loại phân rã phổ biến nhất là phân rã alpha, phân rã beta và phân rã gamma, tất cả đều liên quan đến việc phát ra một hoặc nhiều hạt hoặc photon. Lực yếu là cơ chế gây ra phân rã beta.[1]

Phân rã phóng xạ là một quy trình ngẫu nhiên ở Lever các nguyên tử đơn lẻ. Theo lý thuyết lượng tử, không hề Dự kiến khi nào một nguyên tử đơn cử sẽ phân rã, bất kể nguyên tử đó đã sống sót bao lâu. Tuy vậy, so với một số lượng đáng kể các nguyên tử giống hệt nhau, vận tốc phân rã tổng thể và toàn diện hoàn toàn có thể được bộc lộ dưới dạng hằng số phân rã hoặc chu kỳ luân hồi bán rã. Chu kỳ bán rã của nguyên tử phóng xạ có khoanh vùng phạm vi rất lớn ; từ gần như tức thời đến lâu hơn rất nhiều so với tuổi của ngoài hành tinh .

Hạt nhân đang phân rã được gọi là hạt nhân phóng xạ mẹ (hoặc đồng vị phóng xạ mẹ [note 1]), và quá trình này tạo ra ít nhất một nuclide con. Ngoại trừ sự phân rã gamma hoặc sự chuyển đổi bên trong từ trạng thái kích thích hạt nhân, vàsự phân rã là một sự biến đổi hạt nhân dẫn đến một con chứa một số proton hoặc neutron khác nhau (hoặc cả hai). Khi số lượng proton thay đổi, một nguyên tử của một nguyên tố hóa học khác được tạo ra.

Phóng xạ là gì – Wikipedia tiếng Việt

Bạn đang đọc: Phóng xạ là gì – Wikipedia tiếng Việt

Ngược lại, có các quá trình phân rã phóng xạ không dẫn đến biến đổi hạt nhân. Năng lượng của một hạt nhân bị kích thích có thể được phát ra dưới dạng tia gamma trong một quá trình gọi là phân rã gamma, hoặc năng lượng đó có thể bị mất đi khi hạt nhân tương tác với một electron quỹ đạo gây ra sự phóng ra khỏi nguyên tử của nó, trong một quá trình được gọi là chuyển đổi bên trong. Một kiểu phân rã phóng xạ khác dẫn đến các sản phẩm thay đổi, xuất hiện dưới dạng hai hoặc nhiều “mảnh” của hạt nhân ban đầu với một loạt các khối lượng có thể. Sự phân rã này, được gọi là sự phân hạch tự phát, xảy ra khi một hạt nhân lớn không ổn định tự phân tách thành hai (hoặc đôi khi ba) hạt nhân con nhỏ hơn, vàvà thường dẫn đến sự phát xạ tia gamma, neutron hoặc các hạt khác từ các sản phẩm đó. Ngược lại, các sản phẩm phân rã từ hạt nhân có spin có thể được phân phối không đẳng hướng đối với hướng spin đó. Có thể do ảnh hưởng bên ngoài như trường điện từ, hoặc do hạt nhân được tạo ra trong một quá trình động lực hạn chế hướng quay của nó, hiện tượng dị hướng có thể được phát hiện. Quá trình mẹ như vậy có thể là một quá trình phân rã trước đó, hoặc một phản ứng hạt nhân.[5][6][7] [note 2]

Để có bảng tóm tắt hiển thị số lượng các nuclit phóng xạ và không thay đổi trong mỗi loại, hãy xem hạt nhân phóng xạ. Có 28 nguyên tố hóa học tự nhiên trên Trái Đất là chất phóng xạ, trong đó có 34 hạt nhân phóng xạ ( 6 nguyên tố có 2 hạt nhân phóng xạ khác nhau ) có niên đại trước thời gian hình thành Hệ Mặt trời. 34 chất này được gọi là nuclêôtit nguyên thủy. Các thí dụ nổi tiếng là urani và thori, nhưng cũng gồm có các đồng vị phóng xạ sống sót vĩnh viễn trong tự nhiên, vàthí dụ điển hình như kali-40 .Khoảng 50 hạt nhân phóng xạ khác có tuổi thọ ngắn hơn, vàthí dụ điển hình như radium-226 và radon-222, được tìm thấy trên Trái Đất, là loại sản phẩm của chuỗi phân rã mở màn với các nuclide nguyên thủy, hoặc là loại sản phẩm của các quy trình thiên hà đang diễn ra, thí dụ điển hình như tạo thành carbon-14 từ nitơ-14 trong khí quyển bởi các tia vũ trụ. Hạt nhân phóng xạ cũng hoàn toàn có thể được sản xuất tự tạo trong máy gia tốc hạt hoặc lò phản ứng hạt nhân, vàdẫn đến 650 hạt trong số này có chu kỳ luân hồi bán rã hơn một giờ, và vài nghìn hạt nhân nữa có chu kỳ luân hồi bán rã thậm chí còn còn ngắn hơn .

Lịch sử

Pierre và Marie Curie trong phòng thí nghiệm Paris của họ, trước năm 1907Phóng xạ được nhà khoa học người Pháp Henri Becquerel phát hiện vào năm 1896 khi thao tác với vật tư phát quang. các vật tư này phát sáng trong bóng tối sau khi tiếp xúc với ánh sáng, và ông hoài nghi rằng sự phát sáng được tạo ra trong ống tia âm cực bởi tia X hoàn toàn có thể tương quan đến hiện tượng kỳ lạ lân quang. Ông bọc một tấm ảnh bằng giấy đen và đặt nhiều loại muối phát quang lên đó. Tất cả các hiệu quả đều âm tính cho đến khi ông sử dụng muối urani. Các muối urani làm cho đĩa bị đen đi mặc dầu đĩa được bọc trong giấy đen. các bức xạ này được đặt tên là ” Tia Becquerel ” .Rõ ràng là sự đen đi của tấm này không tương quan gì đến hiện tượng kỳ lạ lân quang, vì sự đen đi cũng được tạo ra bởi các muối không phát quang của urani và bởi urani sắt kẽm kim loại. Từ các thí nghiệm này, người ta thấy rõ rằng có một dạng bức xạ không nhìn thấy được hoàn toàn có thể đi qua giấy và làm cho tấm giấy phản ứng như thể được chiếu dưới ánh sáng .Lúc đầu, có vẻ như như bức xạ mới tương tự như như tia X được phát hiện gần đây. Nghiên cứu sâu hơn của Becquerel, Ernest Rutherford, Paul Villard, Pierre Curie, Marie Curie, và Những người khác cho thấy dạng phóng xạ này phức tạp hơn đáng kể. Rutherford là người tiên phong nhận ra rằng tổng thể các nguyên tố như vậy đều phân rã theo cùng một công thức hàm mũ toán học. Rutherford và học trò của ông là Frederick Soddy là Những người tiên phong nhận ra rằng nhiều quy trình phân rã dẫn đến sự biến hóa của nguyên tố này sang nguyên tố khác. Sau đó, định luật di dời phóng xạ của Fajans và Soddy được thiết kế xây dựng để diễn đạt các mẫu sản phẩm của phân rã alpha và beta. Các nhà nghiên cứu khởi đầu cũng phát hiện ra rằng nhiều nguyên tố hóa học khác, ngoài urani, có đồng vị phóng xạ. Một cuộc tìm kiếm có mạng lưới hệ thống về tổng hoạt độ phóng xạ trong quặng urani cũng đã hỗ trợ Pierre và Marie Curie cô lập hai nguyên tố mới : poloni và radi. Ngoại trừ tính phóng xạ của radi, sự giống nhau về mặt hóa học của radi với bari khiến hai nguyên tố này rất khó Nhận biết .Nghiên cứu về phóng xạ của Marie và Pierre Curie là một yếu tố quan trọng trong khoa học và y học. Sau khi điều tra và nghiên cứu về tia Becquerel, họ đã phát hiện ra cả radi và poloni, họ đã đặt ra thuật ngữ ” phóng xạ “. Nghiên cứu của họ về các tia xuyên thấu trong urani và phát hiện ra radi đã khởi động một kỷ nguyên sử dụng radi để điều trị ung thư. Việc phát hiện nguyên tố rađi của họ hoàn toàn có thể được coi là hoạt động giải trí sử dụng nguồn năng lượng hạt nhân vì mục tiêu tự do tiên phong và là bước khởi đầu của y học hạt nhân văn minh.

Nguy hiểm sức khỏe thể chất khởi đầu

Chụp ảnh X-quang với thiết bị ống Crookes thời kỳ đầu năm 1896. Ống Crookes hoàn toàn có thể nhìn thấy ở TT. Người đàn ông đang đứng đang xem bàn tay của mình với màn hình hiển thị fluoroscope ; đây chính là một cách thông dụng để thiết lập ống. Không có giải pháp phòng ngừa nào so với việc tiếp xúc với bức xạ đang được thực thi ; các mối nguy hại của nó không được biết đến vào thời gian đó .các nguy hại của bức xạ ion hóa do phóng xạ và tia X không được nhận ra ngay lập tức .

Tia X

Việc Wilhelm Röntgen phát hiện ra tia X vào năm 1895 đã dẫn đến việc các nhà khoa học, bác sĩ và nhà phát minh thử nghiệm rộng rãi. không ít người bắt đầu kể lại các câu chuyện về bỏng, rụng tóc và tệ hơn trên các tạp chí kỹ thuật ngay từ năm 1896. Vào tháng 2 năm đó, Giáo sư Daniel và Tiến sĩ Dudley của Đại học Vanderbilt đã thực hiện một thí nghiệm liên quan đến việc X-raying đầu của Dudley khiến ông bị rụng tóc. Một báo cáo của Tiến sĩ HD Hawks về việc ông bị bỏng nặng ở tay và ngực trong một cuộc trình diễn bằng tia X, là báo cáo đầu tiên trong số nhiều báo cáo khác trên tạp chí Electrical Review.[12]

Những người thử nghiệm khác, gồm có Elihu Thomson và Nikola Tesla, cũng báo cáo giải trình bị bỏng. Thomson cố ý để ngón tay tiếp xúc với ống tia X trong một thời hạn và bị đau, sưng và phồng rộp. Các ảnh hưởng tác động khác, gồm có tia cực tím và ôzôn, vànhiều lúc được cho là nguyên do gây ra thiệt hại, và nhiều bác sĩ vẫn khẳng định chắc chắn rằng không có bất kể tác động ảnh hưởng nào từ việc tiếp xúc với tia X. Mặc dù vậy, đã có 1 số ít cuộc tìm hiểu về mối nguy có mạng lưới hệ thống bắt đầu, và ngay từ năm 1902, William Herbert Rollins đã viết một cách gần như là vô vọng rằng các cảnh báo nhắc nhở của ông về các nguy khốn tương quan đến việc sử dụng thiếu cẩn trọng tia X đã không được ngành công nghiệp hay các đồng nghiệp của ông chú ý đến. Vào thời gian này, Rollins đã chứng tỏ rằng tia X hoàn toàn có thể giết chết động vật hoang dã thí nghiệm, hoàn toàn có thể khiến một con chuột lang đang mang thai bị sẩy thai và chúng hoàn toàn có thể giết chết một bào thai. [ 15 ] ] Ông cũng nhấn mạnh vấn đề rằng ” động vật hoang dã khác nhau về tính nhạy cảm với hành vi bên ngoài của tia X ” và cảnh báo nhắc nhở rằng các độc lạ này được xem xét khi bệnh nhân được điều trị bằng giải pháp X-quang .

Chất phóng xạ

Tính phóng xạ là đặc trưng của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử lớn. Các nguyên tố có tối thiểu một đồng vị không thay đổi được hiển thị bằng màu xanh lam nhạt. Màu xanh lục biểu lộ các nguyên tố trong đó đồng vị không thay đổi nhất có chu kỳ luân hồi bán rã được tính bằng hàng triệu năm. Màu vàng và da cam từ từ kém không thay đổi hơn, vàvới chu kỳ luân hồi bán rã hàng nghìn hoặc hàng trăm năm, giảm dần về một ngày. Màu đỏ và màu tím cho thấy các nguyên tố có tính phóng xạ cao và cực kỳ mạnh trong đó các đồng vị không thay đổi nhất bộc lộ chu kỳ luân hồi bán rã được đo theo thứ tự một ngày và ít hơn nhiều .Tuy vậy, các ảnh hưởng tác động sinh học của bức xạ do chất phóng xạ ít dễ đo hơn. Điều này đã tạo thời cơ cho nhiều bác sĩ và tập đoàn lớn tiếp thị các chất phóng xạ dưới dạng thuốc văn bằng bản quyền trí tuệ. thí dụ như chiêu thức điều trị bằng thuốc xổ radi và nước có chứa radi để uống như thuốc bổ. Marie Curie phản đối cách điều trị này, cảnh báo nhắc nhở rằng tác động ảnh hưởng của bức xạ so với khung hình con người chưa được hiểu rõ. Curie sau đó đã chết vì bệnh thiếu máu bất sản sinh tủy, hoàn toàn có thể do tiếp xúc với bức xạ ion hóa. Đến các năm 1930, sau một số ít trường hợp hoại tử xương và tử trận của Những người đam mê điều trị bằng radi, các mẫu sản phẩm thuốc có chứa radi đã bị vô hiệu phần nhiều khỏi thị trường ( lang băm phóng xạ ) .

Bảo vệ phóng xạ

Chỉ một năm sau khi Röntgen phát hiện ra tia X, kỹ sư người Mỹ Wolfram Fuchs ( 1896 ) đã đưa ra lời khuyên bảo vệ tiên phong có lẽ rằng là lời khuyên bảo vệ tiên phong, nhưng mãi đến năm 1925, Đại hội X quang quốc tế ( ICR ) tiên phong mới được tổ chức triển khai và xem xét việc thiết lập sự bảo vệ quốc tế. tiêu chuẩn. Ảnh hưởng của phóng xạ lên gen, vàgồm có cả tác động ảnh hưởng của rủi ro tiềm ẩn ung thư, đã được công nhận muộn hơn nhiều. Năm 1927, Hermann Joseph Muller công bố điều tra và nghiên cứu cho thấy các ảnh hưởng tác động của phóng xạ lên gen và năm 1946, ông được trao giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học cho các phát hiện của mình .ICR lần thứ hai được tổ chức triển khai tại Stockholm vào năm 1928 và đề xuất kiến nghị việc trải qua đơn vị chức năng rontgen, vàvà ‘ Ủy ban Bảo vệ Tia X và Radium Quốc tế ‘ ( IXRPC ) được xây dựng. Rolf Sievert được chỉ định là quản trị, nhưng động lực là George Kaye của Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia Anh. Ủy ban đã họp vào các năm 1931, 1934 và 1937 .

Sau Chiến tranh thế giới thứ hai, phạm vi và số lượng chất phóng xạ được xử lý ngày càng tăng do các chương trình hạt nhân quân sự và dân sự dẫn đến việc nhiều nhóm lao động và công chúng có khả năng bị phơi nhiễm với mức độ bức xạ ion hóa có hại. Điều này đã được xem xét tại ICR đầu tiên sau chiến tranh được triệu tập ở London vào năm 1950, khi Ủy ban Quốc tế về Bảo vệ Phóng xạ (ICRP) hiện nay ra đời.[16] Kể từ đó, ICRP đã phát triển hệ thống quốc tế hiện nay về bảo vệ phóng xạ, bao gồm tất cả các khía cạnh của nguy cơ phóng xạ.

Đơn vị phóng xạ

Đồ họa biểu lộ mối quan hệ giữa độ phóng xạ và bức xạ ion hóa được phát hiệnĐơn vị hoạt động giải trí phóng xạ của Hệ Đơn vị Quốc tế ( SI ) là becquerel ( Bq ), được đặt tên để vinh danh nhà khoa học Henri Becquerel. Một Bq được định nghĩa là một lần đổi khác ( hoặc phân rã ) mỗi giây .Một đơn vị chức năng cũ của độ phóng xạ là curie, Ci, bắt đầu được định nghĩa là ” số lượng hoặc khối lượng phát xạ rađi ở trạng thái cân đối với một gam ( nguyên tố ) rađi “. [ 17 ] Ngày nay, curie được định nghĩa là 37 × 1010 phân rã mỗi giây, do đó 1 curie ( Ci ) = 37 × 1010 Bq. Vì mục tiêu bảo vệ phóng xạ, mặc dầu Ủy ban Điều tiết Hạt nhân Hoa Kỳ được cho phép sử dụng đơn vị chức năng curie cùng với đơn vị chức năng SI, [ 18 ] các thông tư về đơn vị chức năng giám sát của Liên minh châu u nhu yếu vô hiệu dần việc sử dụng nó cho các mục tiêu ” sức khỏe thể chất hội đồng … ” đến ngày 31 tháng 12 năm 1985. [ 19 ]Ảnh hưởng của bức xạ ion hóa thường được đo bằng đơn vị chức năng màu xám so với cơ học hoặc sàng lọc so với tổn thương mô .

Các loại phân rã

137 Cs cho thấy chu kỳ bán rã, các nuclide con, vàcác loại và tỷ lệ bức xạ được phát raSơ đồ phân rãCs cho thấy chu kỳ luân hồi bán rã, các nuclide con, vàcác loại và tỷ suất bức xạ được phát raCác nhà nghiên cứu khởi đầu phát hiện ra rằng một điện trường hoặc từ trường hoàn toàn có thể chia sự phát xạ phóng xạ thành ba loại chùm tia. Các tia được đặt tên là alpha, beta và gamma, theo thứ tự tăng dần năng lực xuyên qua vật chất của chúng. Sự phân rã alpha chỉ được quan sát thấy ở các nguyên tố nặng hơn có số nguyên tử 52 ( tellurium ) và lớn hơn, vàngoại trừ beryli-8 ( phân rã thành hai hạt alpha ). Hai loại phân rã khác được quan sát thấy trong toàn bộ các nguyên tố. Chì, số hiệu nguyên tử 82, là nguyên tố nặng nhất để có bất kể đồng vị nào bền ( với số lượng giới hạn thống kê giám sát ) trong phân rã phóng xạ. Phân rã phóng xạ được nhìn thấy trong tổng thể các đồng vị của toàn bộ các nguyên tố có số nguyên tử 83 ( bismuth ) hoặc lớn hơn. Tuy vậy, Bismuth-209 chỉ có tính phóng xạ rất nhẹ, với chu kỳ luân hồi bán rã lớn hơn tuổi của ngoài hành tinh ; các đồng vị phóng xạ có chu kỳ luân hồi bán rã cực dài được coi là không thay đổi hiệu suất cao cho các mục tiêu thực tiễn . Các dạng phân rã phóng xạ tương quan đến số neutron và protonKhi nghiên cứu và phân tích thực chất của các mẫu sản phẩm phân rã, rõ ràng là theo hướng của lực điện từ tác dụng lên bức xạ của từ trường và điện trường bên ngoài, các hạt alpha mang điện tích dương, hạt beta mang điện tích âm và tia gamma là trung hòa. Từ độ lớn của độ lệch, rõ ràng là các hạt alpha có khối lượng lớn hơn nhiều so với các hạt beta. Đưa các hạt alpha qua một hành lang cửa số kính rất mỏng dính và nhốt chúng trong một ống phóng điện cho phép các nhà nghiên cứu nghiên cứu và điều tra quang phổ phát xạ của các hạt bị bắt, và ở đầu cuối đã chứng tỏ rằng các hạt alpha là hạt nhân heli. Các thí nghiệm khác cho thấy bức xạ beta, phát sinh từ sự phân rã và tia âm cực, là các electron vận tốc cao. Tương tự như vậy, bức xạ gamma và tia X được coi là bức xạ điện từ nguồn năng lượng cao .Mối quan hệ giữa các loại phân rã cũng mở màn được xem xét : thí dụ, phân rã gamma phần đông luôn được phát hiện có tương quan đến các loại phân rã khác, và xảy ra vào cùng thời gian hoặc sau đó. Phân rã gamma là một hiện tượng kỳ lạ riêng không liên quan gì đến nhau, với chu kỳ luân hồi bán rã của riêng nó ( ngày này được gọi là quy trình quy đổi đồng phân ), được tìm thấy trong phóng xạ tự nhiên là tác dụng của sự phân rã gamma của các đồng phân hạt nhân di căn kích thích, lần lượt được tạo ra từ các loại phân rã khác .Mặc dù các bức xạ alpha, beta và gamma được tìm thấy thông dụng nhất, nhưng các loại bức xạ khác sau cuối đã được phát hiện. Ngay sau khi phát hiện ra positron trong các mẫu sản phẩm tia vũ trụ, người ta nhận ra rằng cùng một quy trình hoạt động giải trí trong phân rã beta cổ xưa cũng hoàn toàn có thể tạo ra positron ( phát xạ positron ), cùng với neutrino ( phân rã beta cổ xưa tạo ra phản neutrino ). Trong một quy trình tương tự như phổ cập hơn, vàđược gọi là bắt điện tử, một số ít nuclide giàu proton đã được tìm thấy để bắt các điện tử nguyên tử của chính chúng thay vì phát ra positron, vàvà sau đó các nuclide này chỉ phát ra một neutrino và một tia gamma từ hạt nhân bị kích thích ( và thường là cả Auger điện tử và tia X đặc trưng, là hiệu quả của sự sắp xếp lại trật tự của các điện tử để lấp đầy vị trí của điện tử bị bắt còn thiếu ). các loại phân rã này tương quan đến sự bắt giữ hạt nhân của các electron hoặc sự phát xạ của các electron hoặc positron, vàvà do đó có công dụng vận động và di chuyển một hạt nhân theo tỷ suất giữa neutron và proton có nguồn năng lượng tối thiểu trong tổng số nucleon nhất định. Do đó, điều này tạo ra một hạt nhân không thay đổi hơn ( nguồn năng lượng thấp hơn ) .( Một quy trình kim chỉ nan của việc bắt positron, vàtương tự như như việc bắt electron, vàhoàn toàn có thể trong nguyên tử phản vật chất, nhưng chưa được quan sát, như các nguyên tử phản vật chất phức tạp vượt antihelium không có sẵn dưới dạng thực nghiệm. [ 20 ] Một sự phân rã như vậy sẽ yên cầu các nguyên tử phản vật chất tối thiểu phải phức tạp như beryli-7, đồng vị nhẹ nhất được biết đến của vật chất thông thường phải trải qua quy trình phân rã bằng cách bắt giữ điện tử. )Ngay sau khi phát hiện ra neutron vào năm 1932, Enrico Fermi nhận ra rằng 1 số ít phản ứng phân rã beta hiếm gặp ngay lập tức tạo ra neutron như một hạt phân rã ( phát xạ neutron ). Sự phát xạ proton cô lập ở đầu cuối đã được quan sát thấy ở một số nguyên tố. Người ta cũng nhận thấy rằng một số nguyên tố nặng hoàn toàn có thể trải qua quy trình phân hạch tự phát thành các mẫu sản phẩm có thành phần khác nhau. Trong một hiện tượng kỳ lạ gọi là phân rã cụm, các tổng hợp đơn cử của neutron và proton không phải là hạt alpha ( hạt nhân heli ) được phát hiện một cách tự phát từ các nguyên tử .Các loại phân rã phóng xạ khác được phát hiện là phát ra các hạt đã thấy trước đây, nhưng trải qua các chính sách khác nhau. Một thí dụ là quy đổi bên trong, dẫn đến phát xạ điện tử khởi đầu, và sau đó thường đặc trưng hơn nữa là phát xạ tia X và điện tử Auger, mặc dầu quy trình quy đổi nội bộ không tương quan đến phân rã beta hay gamma. Một neutrino không được phát ra, và không có ( các ) electron và ( các ) photon nào được phát ra bắt nguồn từ hạt nhân, vàmặc dầu nguồn năng lượng để phát ra tổng thể chúng đều bắt nguồn từ đó. Phân rã quy đổi bên trong, giống như phân rã gamma chuyển tiếp đồng phân và phát xạ neutron, vàtương quan đến việc giải phóng nguồn năng lượng bởi một nuclide bị kích thích, mà không có sự biến hóa của một nguyên tố này thành nguyên tố khác .Các sự kiện hiếm có tương quan đến sự tích hợp của hai sự kiện loại phân rã beta xảy ra đồng thời đã được biết đến ( xem bên dưới ). Bất kỳ quy trình phân rã nào không vi phạm định luật bảo toàn nguồn năng lượng hoặc động lượng ( và có lẽ rằng cả các định luật bảo toàn hạt khác ) đều được phép xảy ra, mặc dầu không phải tổng thể đều đã được phát hiện. Một thí dụ mê hoặc được tranh luận trong phần sau cuối, đó là sự phân rã beta ở trạng thái bị ràng buộc của rhenium-187. Trong quy trình này, sự phân rã điện tử beta của nuclide mẹ không đi kèm với sự phát xạ điện tử beta, vì hạt beta đã bị bắt vào vỏ K của nguyên tử phát xạ. Một phản neutrino được phát ra, như trong tổng thể các phân rã beta âm .

Hạt nhân phóng xạ có thể trải qua một số phản ứng khác nhau. các điều này được tóm tắt trong bảng sau. Một hạt nhân có số khối A và số hiệu nguyên tử Z được biểu diễn là (A, Z). Cột “Hạt nhân con” chỉ ra sự khác biệt giữa hạt nhân mới và hạt nhân ban đầu. Do đó, (A – 1, Z) có nghĩa là số khối ít hơn trước một, nhưng số hiệu nguyên tử vẫn như cũ.

Nếu thực trạng nguồn năng lượng thuận tiện, vàmột hạt nhân phóng xạ nhất định hoàn toàn có thể trải qua nhiều kiểu phân rã cạnh tranh đối đầu, với 1 số ít nguyên tử phân rã theo một lộ trình, và các nguyên tử khác phân rã theo một lộ trình khác. Một thí dụ là đồng-64, có 29 proton và 35 neutron, vàphân hủy với chu kỳ luân hồi bán rã khoảng chừng 12,7 giờ. Đồng vị này có một proton chưa ghép cặp và một neutron chưa ghép đôi, do đó, proton hoặc neutron hoàn toàn có thể phân rã thành hạt khác, hạt có isospin trái chiều. Nuclide đơn cử này ( mặc dầu không phải toàn bộ các nuclide trong trường hợp này ) phần đông có năng lực phân rã trải qua phát xạ positron ( 18 % ), hoặc trải qua bắt giữ điện tử ( 43 % ), cũng như trải qua phát xạ điện tử ( 39 % ). Các trạng thái nguồn năng lượng kích thích sinh ra từ các phân rã này không kết thúc ở trạng thái nguồn năng lượng cơ bản, vàcũng tạo ra quy đổi bên trong muộn hơn và phân rã gamma trong gần 0,5 % thời hạn .Phổ biến hơn ở các nuclide nặng là sự cạnh tranh đối đầu giữa phân rã alpha và beta. Các nuclide con sau đó thường sẽ phân rã lần lượt qua phân rã beta hoặc alpha, để kết thúc ở cùng một vị trí .

Sự phân rã phóng xạ dẫn đến giảm tổng khối lượng nghỉ, một khi năng lượng giải phóng (năng lượng phân hủy) đã thoát ra ngoài theo một cách nào đó. Mặc dù năng lượng phân rã đôi khi được định nghĩa là liên quan đến sự chênh lệch giữa khối lượng của các sản phẩm nuclide mẹ và khối lượng của các sản phẩm phân rã, điều này chỉ đúng với phép đo khối lượng nghỉ, trong đó một số năng lượng đã được loại bỏ khỏi hệ sản phẩm. Điều này đúng vì năng lượng phân rã phải luôn mang theo khối lượng ở bất cứ nơi nào nó xuất hiện (xem khối lượng trong thuyết tương đối hẹp) theo công thức E = mc 2. Năng lượng phân rã ban đầu được giải phóng bằng năng lượng của các photon phát ra cộng với động năng của các hạt phát ra có khối lượng lớn (tức là các hạt có khối lượng nghỉ). Nếu các hạt này đạt đến trạng thái cân bằng nhiệt với môi trường xung quanh và các photon bị hấp thụ, thì năng lượng phân rã được chuyển thành nhiệt năng, vẫn giữ nguyên khối lượng của nó.

Do đó, năng lượng phân rã vẫn gắn liền với một số đo khối lượng nhất định của hệ phân rã, được gọi là khối lượng bất biến, vàkhông thay đổi trong quá trình phân rã, mặc dù năng lượng phân rã được phân bố giữa các hạt phân rã. Năng lượng của các photon, vàđộng năng của các hạt phát ra và sau này là nhiệt năng của vật chất xung quanh, tất cả đều góp phần tạo nên khối lượng bất biến của hệ. Như vậy, trong khi tổng các khối lượng còn lại của các hạt không được bảo toàn trong phân rã phóng xạ, khối lượng hệ thống và hệ thống bất biến khối lượng (và cũng là hệ thống tổng năng lượng) được bảo toàn trong suốt bất kỳ quá trình phân rã. đây chính là sự phát biểu lại các định luật tương đương về bảo toàn năng lượng và bảo toàn khối lượng.

Xem thêm

Tham khảo

Lỗi chú thích: Đã tìm thấy thẻ với tên nhóm “note”, nhưng không tìm thấy thẻ tương ứng tương ứng, hoặc thẻ đóng

bị thiếu

Giới thiệu: Quang Sơn

Quang Sơn là giám đốc hocdauthau.com - Kênh thông tin học đấu thầu, kiến thức tổng hợp, công nghệ, đời sống.

0 Shares
Share
Tweet
Pin