Номер 9, страница 109 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

9. Может ли возникать гамма-излучение при бета-распаде?

9. Да, гамма-излучение может возникать при бета-распаде, и это довольно распространенное явление.

Сам по себе бета-распад — это превращение одного нуклона в другой внутри атомного ядра с испусканием бета-частицы (электрона или позитрона) и антинейтрино (или нейтрино). Гамма-излучение же представляет собой поток фотонов высокой энергии (гамма-квантов) и возникает при переходе ядра из возбужденного состояния в состояние с меньшей энергией.

Связь между этими двумя процессами заключается в следующем:

1. В результате бета-распада материнское ядро превращается в дочернее ядро, которое является ядром другого химического элемента (зарядовое число Z изменяется на единицу, а массовое число A остается неизменным).

Схема бета-минус распада:

$${_Z^A}X \rightarrow {_{Z+1}^A}Y + e^- + \bar{\nu}_e$$

2. Очень часто дочернее ядро $\text{Y}$ образуется не в своем основном (самом низком по энергии) состоянии, а в одном из возбужденных энергетических состояний. Такое возбужденное ядро обозначается звездочкой: $Y^*$.

3. Возбужденное состояние нестабильно. Ядро стремится перейти в состояние с меньшей энергией (в конечном итоге — в основное). Этот переход сопровождается испусканием избыточной энергии в виде одного или нескольких гамма-квантов ($\gamma$).

Схема гамма-перехода:

$${_{Z+1}^A}Y^* \rightarrow {_{Z+1}^A}Y + \gamma$$

Таким образом, гамма-излучение не является частью самого акта бета-распада, а является следствием этого распада. Оно сопровождает бета-распад, когда дочернее ядро рождается в возбужденном состоянии. Время жизни ядра в возбужденном состоянии обычно очень мало (порядка $10^{-12}$ с), поэтому гамма-квант испускается практически одновременно с бета-частицей.

Например, при распаде радиоактивного изотопа кобальта-60 ($^{60}_{27}Co$) происходит бета-распад с образованием возбужденного ядра никеля-60 ($^{60}_{28}Ni^*$). Затем это ядро переходит в основное состояние, испуская последовательно два гамма-кванта.

Ответ: Да, гамма-излучение может сопровождать бета-распад. Это происходит, когда дочернее ядро, образовавшееся в результате бета-распада, оказывается в возбужденном энергетическом состоянии и, переходя в стабильное состояние, испускает избыток энергии в виде гамма-кванта.