Что такое радиоактивные превращения атомных ядер и какие процессы они включают?

Радиоактивные превращения атомных ядер – это процессы, в результате которых атомные ядра подвергаются спонтанному изменению, превращаясь в ядра других элементов и/или излучая частицы и энергию. Эти превращения происходят в нестабильных ядрах, называемых радиоактивными ядрами.

Существуют три основных типа радиоактивных превращений:

1. Альфа-распад: При альфа-распаде ядро испускает альфа-частицу, которая состоит из двух протонов и двух нейтронов (то есть, это ядро гелия-4). После испускания альфа-частицы изначальное ядро превращается в ядро другого элемента с меньшим зарядом.

2. Бета-распад: Бета-распад включает испускание бета-частицы. Бета-частица может быть электроном (β-) или позитроном (β+). В случае бета-минус-распада, ядро излучает электрон и превращается в ядро с барионным числом, большим на единицу, а зарядом, меньшим на единицу. В случае бета-плюс-распада, ядро испускает позитрон и превращается в ядро с барионным числом, меньшим на единицу, а зарядом, большим на единицу.

3. Гамма-излучение: Гамма-излучение не включает эмиссию частиц, а является электромагнитным излучением высокой энергии. Гамма-кванты испускаются ядрами для перехода на более низкий энергетический уровень.

Важно отметить, что радиоактивные превращения являются стохастическими процессами, то есть невозможно точно предсказать, когда конкретное ядро претерпит превращение. Однако, для коллекции радиоактивных ядер можно установить статистические закономерности, которые описывают скорость распада и полураспадный период. Эти закономерности основаны на вероятностных моделях и могут быть описаны с использованием математических формул, таких как закон радиоактивного распада.