Кіріспе

Радиоактивті заттың ыдырауының схемасы - радиоактивті заттың ыдырауында болатын барлық ауысулардың және олардың өзара байланыстарының графикалық көрсетілімі. Мысалдар төменде көрсетілген. Кесу схемасын координаттар жүйесінде қарастыру пайдалы, мұнда тік ось - төменнен жоғарыға қарай өсетін энергия, ал көлденең ось - солдан оңға қарай өсетін протон саны. Жебелер сәулеленген бөлшектерді көрсетеді. Гамма сәулелері (тік жебелер) үшін гамма энергиясы; бета ыдырауы (мұсқал жебе) үшін максималды бета энергиясы беріледі.

Мысалдар

Бұл қатынастар өте күрделі болуы мүмкін; қарапайым жағдай мына жерде көрсетілген: радиоактивті кобальт изотопы кобальт 60 ыдырау схемасы. 60Co электронын (бета ыдырауы) 5,272 жыл жартылай ыдырауымен 60Ni-дің қозған күйіне шығарып ыдырайды, содан кейін екі гамма ыдырауы арқылы 60Ni-дің негізгі күйіне өте тез ыдырайды. Барлық белгілі ыдырау схемаларын изотоптар кестесінен табуға болады. Никель кобальттан оң жақта, өйткені оның протон саны (28) кобальттан (27) бір есе жоғары. Бета-бөліністе протон саны бірге көбейеді. Позитронның ыдырауы және альфа ыдырауы үшін (төменде қараңыз), көлбеу жебе оңнан солға қарай жүреді, өйткені бұл жағдайларда протон саны азаяды. Энергия сақталғандықтан және шығарылған бөлшектер энергияны алып кететіндіктен, жебелер ыдырау схемасында тек төмен қарай (тік немесе бұрышта) ғана жүре алады. Мұнда әлдеқайда күрделі схема көрсетілген: ядролық реакторда табиғи алтынды сәулелендіру арқылы алынатын 198Au нуклидінің ыдырауы. 198Au бета ыдырауы арқылы екі қозылған күйдің біріне немесе 198Hg сынап изотобының негізгі күйіне ыдырайды. Суретте сынап алтынның оң жағында орналасқан, өйткені алтынның атомдық саны 79, ал сынаптың атомдық саны 80. Қатты күйлер өте қысқа уақыттан кейін (2,5 және 23 с, т. б.) ыдырайды. 1 пикосекунда - секундының миллионнан бір бөлігі) негізгі күйге дейін. Эмоционалды ядролық күйлер әдетте өте қысқа өмір сүреді, бета-тазаланудан кейін бірден ыдырайды (жоғарыда қараңыз), ал оң жақта көрсетілген технотий изотобының эмоционалды күйі салыстырмалы түрде ұзақ өмір сүреді. Сондықтан оны "метастабильді" деп атайды (осыдан 99mTc-дегі "m"). Гамма ыдырау арқылы 6 сағаттық жартылай ыдырау мерзімімен негізгі күйге дейін ыдырады. Сол жақта альфа-тазалануы бар. Бұл 210 массалық саны бар Мари Кюри ашқан полоний элементінің ыдырауы. 210Po изотобы уран-радий ыдырауының соңғы мүшесі болып табылады; ол 138 күн жартылай ыдырауымен тұрақты қорғасын изотобына ыдырайды. Барлық жағдайда дерлік, ыдырау 5,305 МеВ альфа бөлшегінің сәуле шығаруы арқылы жүзеге асады. 100000-ның бір ғана жағдайында төмен энергиялы альфа бөлшегі пайда болады; бұл жағдайда ыдырау 206Pb-ның қозғайтын деңгейіне әкеледі, содан кейін гамма сәулелену арқылы негізгі күйге ыдырайды.

Таңдау ережелері

Альфа-бета және гамма сәулелері сақталу заңдылықтары (энергия, бұрыштық импульс, паритет) сақталған жағдайда ғана шығарылады. Бұл таңдау ережелеріне әкеледі. Гамма ыдыраудың қолданылуларын Гамма сәулеленудің көпполярлылығынан табуға болады. Мұндай ережені белгілі бір жағдайда талқылау үшін әр жағдай үшін бұрыштық импульс пен паритетті білу қажет. Суретте 60Co ыдырау схемасы көрсетіліп, әрбір күй үшін спиндер мен паритеттер берілген.