Номер 6, страница 257 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

6. Что такое радиоактивность?

6. Радиоактивность — это явление спонтанного (самопроизвольного) превращения неустойчивых атомных ядер в другие ядра, которое сопровождается испусканием различных частиц и/или электромагнитного излучения. Этот процесс также называют радиоактивным распадом. Ядра, способные к такому распаду, называются радиоактивными, а испускаемое излучение — ионизирующим.

Причиной радиоактивности является нестабильность атомных ядер, вызванная нарушением баланса между силами кулоновского отталкивания протонов и ядерными силами притяжения, удерживающими нуклоны (протоны и нейтроны) вместе. Ядро стремится перейти в более стабильное, энергетически выгодное состояние, избавляясь от избыточной энергии путем распада.

Существуют несколько основных видов радиоактивного распада:

• Альфа-распад (α-распад): Ядро испускает альфа-частицу, которая представляет собой ядро атома гелия ($_{2}^{4}\text{He}$), состоящее из двух протонов и двух нейтронов. В результате альфа-распада массовое число ядра ($A$) уменьшается на 4, а зарядовое число ($Z$) — на 2. Образуется ядро нового химического элемента.

  Общая схема альфа-распада: $ _{Z}^{A}\text{X} \rightarrow _{Z-2}^{A-4}\text{Y} + _{2}^{4}\text{He} $

• Бета-распад (β-распад): Этот тип распада связан с превращением одного нуклона в другой внутри ядра.

  • Электронный бета-распад (β⁻-распад): Нейтрон в ядре превращается в протон, при этом испускается электрон ($e^{-}$) и электронное антинейтрино ($\bar{\nu}_e$). Массовое число ядра не меняется, а зарядовое число увеличивается на 1.

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

  • Позитронный бета-распад (β⁺-распад): Протон в ядре превращается в нейтрон, при этом испускается позитрон ($e^{+}$) — античастица электрона, и электронное нейтрино ($\nu_e$). Массовое число не меняется, а зарядовое число уменьшается на 1.

    Схема: $ _{Z}^{A}\text{X} \rightarrow _{Z-1}^{A}\text{Y} + e^{+} + \nu_e $

• Гамма-излучение (γ-излучение): Часто после альфа- или бета-распада дочернее ядро оказывается в возбужденном (нестабильном) энергетическом состоянии. Переход этого ядра в основное, более стабильное состояние сопровождается испусканием гамма-кванта — фотона очень высокой энергии. При гамма-излучении массовое и зарядовое числа ядра не изменяются.

  Схема: $ _{Z}^{A}\text{X}^* \rightarrow _{Z}^{A}\text{X} + \gamma $ (звездочка означает возбужденное состояние ядра).

Радиоактивный распад — это стохастический (случайный) процесс. Невозможно предсказать, когда именно распадется конкретное ядро. Однако для большого ансамбля ядер существует статистическая закономерность — закон радиоактивного распада, который характеризуется периодом полураспада ($T_{1/2}$) — временем, за которое распадается половина исходного числа радиоактивных ядер.

Ответ: Радиоактивность — это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием частиц (например, альфа-частиц, электронов) и/или электромагнитного излучения (гамма-квантов).