Разветвленный распад

Разновидностью общей схемы радиоактивного распада является разветвлённый (двойной) распад. Ветвление означает, что при распаде радионуклида образуется не один дочерний нуклид, а два (иногда и несколько) нуклида.

Например,

Здесь с.д. - самопроизвольное деление, Э.З. - электронный захват. Видно, что вероятности распада по различным направлениям могут иметь близкие или сильно различающиеся значения. Наиболее часто встречается случай двойного распада

где Хь и Хс - вероятности того, что нуклид А перейдёт в нуклид В или С.

Если число атомов вещества А в данный момент - Na, то скорость его распада:

Для скоростей образования В и С имеем соответственно:

При рассмотрении общего процесса распада следует учитывать обе константы и Ас; при этом изотоп В образуется со скоростью однако вещество А распадается со скоростью (А?+Ас)ЛГд. Заметим, что изотоп А может иметь только один период полураспада, определяемый равенством Т=о.б9з/(А?+Ас). При определении периода полураспада исходят из общей

скорости уменьшения количества радиоактивного вещества вне зависимости от механизма процессов, приводящих к уменьшению активности.

Если цепочка радиоактивных превращений содержит разветвления, то константы А^ в числителях, слагаемых в точках разветвления, следует заменить парциальными константами Xj* и рассчитывать отдельно.

Если вслед за разветвлением цепочки после ряда распадов снова соединяются, то число атомов ниже этой точки получается суммированием радиоактивных превращений по обеим цепочкам.

При наличии разветвлений общая величина константы радиоактивного распада равняется сумме констант распада в каждом из возможных направлений: А=ЕА,- Соответственно, вероятность каждого из возможных путей распада составляет/=Х/Х. Период полураспада данного /-го варианта радиоактивного превращения можно найти с помощью экспериментально измеренного общего периода полураспада, Г, по формуле Ti=T/fi.

Подобно частным (парциальным) постоянным распада Ав и Ас, можно также ввести частные (парциальные) периоды полураспада Тв и Тс для превращения А с В или С соответственно. Для постоянных распада подущаем выражение

Для парциальных периодов полураспада имеем

Доля распадов, происшедших по /-ой моде задаётся уравнением:

Парциальные периоды полураспада нельзя определить экспериментально. Они могут быть рассчитаны, если измерить доли двойного распада и связать их с измеренным периодом полураспада Т. Парциальные периоды полураспада Т или Т2 двойного распада всегда больше истинного периода полураспада.

Степень равновесности

В зависимости от схемы распада радиоактивные цепочки могут быть простыми (линейные) или сложными (с ветвлениями). В сложных цепочках важно знать коэффициенты ветвления, характеризующие долю переходов, приходящуюся на данный вид превращения.

Степень равновесности rji дочерних радионуклидов по отношению к материнскому определяется соотношением их периодов полураспада

Для первого дочернего элемента:

ит.д.

Таким образом, при наличии простой цепочки суммарные характеристики будут определяется соотношением:

В сложной цепочке с коэффициентами ветвления о* суммарные характеристики определяются соотношением:

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >