Определение постоянной распада для электронного захвата в калии-40

Московский государственный технический университет 
имени Н.Э. Баумана 
И.Н. Фетисов 
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ РАСПАДА  
ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОГО ЗАХВАТА  В  КАЛИИ-40 
Методические указания к выполнению  
лабораторной работы Я-60 по курсу общей физики 
Под редакцией Г.В. Балабиной 
М о с к в а 
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 
2 0 0 7 

УДК 539.16(076.5) 
ББК 22.383 
Ф451 
Рецензент Е.К. Кузьмина 
Фетисов И.Н. 
Ф451 
Определение постоянной распада для электронного захвата  
в калии-40: Метод. указания к выполнению лабораторной 
работы Я-60 по курсу общей физики / Под ред. Г.В. Балабиной. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. – 27 с.: ил.  
 
Даны краткие теоретические сведения о радиоактивных превращениях. Рассмотрены методики измерения абсолютной активности препарата и постоянной радиоактивного распада естественного изотопа калия. Приведены описание лабораторной установки 
и порядок выполнения работы. 
Для студентов 2-го курса всех специальностей. 
 
УДК 539.16(076.5) 
            ББК 22.383 
 
 
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007 

Цель работы – ознакомление с явлением радиоактивности, определение постоянной распада и среднего времени жизни для процесса электронного захвата в калии-40.  
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ  
1. Виды радиоактивных превращений 
Атомные ядра состоят из протонов и нейтронов – частиц, называемых нуклонами. Протон имеет положительный элементарный заряд e = 1,6 · 10–19 Кл, нейтрон не имеет электрического заряда; масса нейтрона немного превышает массу протона. Массы  
нуклонов примерно в 1840 раз больше массы электрона. Между 
нуклонами действуют ядерные силы притяжения.  
Некоторые ядра самопроизвольно (спонтанно) изменяют свой 
состав, соответственно изменяются число протонов Z и число 
нуклонов A; при этом ядро испускает частицы. Это явление называют радиоактивностью [1, 2]. Радиоактивный распад может 
происходить при условии, что не нарушается закон сохранения 
полной энергии, включающей энергию покоя, т. е. если разность 
между массой исходного ядра и суммарной массой продуктов 
распада положительна.  
К основным радиоактивным превращениям относятся 
α  и 
β распады. Распадающееся ядро называют материнским, образующееся в результате распада – дочерним.  
Альфа-распад. При 
α распаде ядро (обычно тяжелое) испускает ядро гелия (состоящее из двух протонов и двух нейтронов), которое называют 
α частицей. Схему распада представляют в виде  
4
-4
2
-2
X
He +
Y
A
A
Z
Z
→
  
где X и Y – символы химических элементов. Например, превращение урана в торий происходит по схеме  
238
4
234
92
2
90
U
He +
Th
→
 
Квантовая механика объясняет испускание 
α частицы туннельным эффектом. Потенциальный барьер для 
α частицы на поверхности ядра создается действием двух сил – ядерного притяжения и кулоновского отталкивания.  
 
3