При альфа- и бета-распаде происходит изменение состава атомного ядра, но такие процессы не характерны для кремния (Si). Обычно альфа- и бета-распады рассматриваются для радиоактивных элементов, а кремний не является таковым в своем стабильном состоянии. Однако, чтобы объяснить, как работают эти процессы, можно рассмотреть их на примере других элементов.
Альфа-распад
Альфа-распад характерен для тяжелых элементов. В этом процессе из ядра выбрасывается альфа-частица, состоящая из 2 протонов и 2 нейтронов (это ядро атома гелия). В результате альфа-распада атомное число уменьшается на 2, а массовое число — на 4.
Например, уравнение альфа-распада для урана-238 выглядит так:
[
\text{ }^{238}{92}\text{U} \rightarrow \, ^{234}{90}\text{Th} + \, ^{4}_{2}\text{He}
]
Бета-распад
Бета-распад бывает двух типов: бета-минус (β⁻) и бета-плюс (β⁺) распад.
- Бета-минус распад (β⁻):
В этом процессе нейтрон в ядре превращается в протон, при этом испускаются электрон (бета-частица) и антинейтрино. Атомное число увеличивается на 1, а массовое число остается неизменным.
Пример бета-минус распада для углерода-14:
[
\text{ }^{14}{6}\text{C} \rightarrow \, ^{14}{7}\text{N} + \, \beta^- + \bar{\nu}_e
]
- Бета-плюс распад (β⁺):
В этом процессе протон превращается в нейтрон, испуская позитрон и нейтрино. Атомное число уменьшается на 1, а массовое число остается неизменным.
Пример бета-плюс распада для углерода-10:
[
\text{ }^{10}{6}\text{C} \rightarrow \, ^{10}{5}\text{B} + \, \beta^+ + \nu_e
]
Почему альфа и бета распад не характерен для кремния?
Кремний-28, который является наиболее распространённым изотопом кремния, стабилен, как и другие его изотопы (кремний-29 и кремний-30). Из-за этого кремний не испытывает ни альфа-, ни бета-распад при нормальных условиях. Распады характерны для радиоактивных изотопов, которые стремятся к более стабильному состоянию. Если бы мы рассматривали гипотетический радиоактивный изотоп кремния, уравнения распада могли бы быть теоретически составлены, но такие изотопы не встречаются в природе.