3. Jądro atomowe

3.2. Przemiany naturalne

Rozpad α polega na rozpadzie jądra na nowe jądro i cząstkę α.

AlfaPrzemiana alfa

Grafika: Emisja cząstki alfa przez jądro atomowe*. 
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Rozpad β- polega na rozpadzie jądra na nowe jądro i cząstkę β-.

Beta minusPrzemiana beta minus

Grafika: Emisja cząstki beta minus przez jądro atomowe*. 
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Cząstka
β- jest elektronem wytworzonym w jądrze na skutek przemiany: 

Przemiana beta minus

Rozpad β+ polega na rozpadzie jądra na nowe jądro i pozyton.

Beta plusPrzemiana beta plus

Grafika: Emisja cząstki beta plus przez jądro atomowe*. 
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Pozyton (cząstka β+) jest dodatnim elektronem wytworzonym w jądrze na skutek przemiany:

Przemiana beta plus

Rozpadowi β+ ulegają izotopy promieniotwórcze wytworzone sztucznie.

Wychwyt elektronu (EC – electron capture) polega na pochłonięciu przez jadro jednego z elektronów wokółjądrowych, najczęściej z powłoki K (stąd nazwa wychwyt K), rzadziej z powłoki L (wychwyt L).

Wychwyt

Przemiana ta jest konkurencyjna w stosunku do przemiany β+ i następuje, gdy w jej wyniku powstaje bardziej trwale jądro. Jeden z protonów jądra zamienia się w neutron: 

Wychwyt

Wychwytowi elektronu towarzyszy zawsze emisja promieniowania rentgenowskiego i często promieniowania γ.

Przemiany β-, β+, EC określa się wspólną nazwą przemian β.

Emisja promieni γ (strumień fotonów) - emisja promieniowania elektromagnetycznego. Emisji promieniowania γ nie towarzyszy zmiana liczby atomowej ani masowej.

Przejście izomeryczne (PI lub IT – isomeric transition) polega na spontanicznej emisji kwantu γ bez zmiany składu jądra. Przejściu izomerycznemu ulegają izomery mniej trwałe tzw. metastabilne, oznaczane mała literą m obok liczby masowej nuklidu.

GammaPrzejscie izometryczne

Grafika: Promieniowanie gamma i towarzysząca mu zmiana energii układu*. 
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Substrat i produkt różną się jedynie energią i są nazywane izomerami jądrowymi.

Emisja protonu i emisja neutronu – po emisji protonu powstaje nuklid pierwiastka przesuniętego o jedno miejsce w lewo w układzie okresowym pierwiastków chemicznych, a po emisji neutronu – izotop substratu (brak przesunięcia). Zachodzą rzadko i tylko wśród jąder wytworzonych sztucznie.

Emisja Protonu
   Emisja neutronu


Rozszczepienie samorzutne (RS lub SF – spontaneous fission) polega na rozpadzie jądra na dwa fragmenty i kilka neutronów.

Dotychczas w przyrodzie zaobserwowano to zjawisko jedynie dla jąder uranu, przy czym rozpad może przebiegać różnie, ale zawsze powstające produkty stanowią pierwiastki położone w pobliżu środka tablicy Mendelejewa lub produkty są β-promieniotwórcze i dają szereg kolejnych pierwiastków.

rozpad

_________________
* Wykorzystano grafiki zamieszczone na Zintegrowanej Platformie Edukacyjnej.


Mini Quiz





Ikona (źródło): Reshot