붕괴계획

방사성 물질의 붕괴 계획은 붕괴에서 일어나는 모든 전환과 그 관계를 그래픽으로 나타낸 것이다. 예는 아래와 같다.

수직축이 에너지인 좌표계에 위치하여 아래에서 위로, 수평축은 양성자수로, 좌에서 우로 증가하는 좌표계에 위치하는 것으로 생각하면 유용하다. 화살표는 방출된 입자를 나타낸다. 감마선(수직 화살표)의 경우 감마 에너지가 주어지고, 베타 붕괴(불꽃 화살표)의 경우 최대 베타 에너지가 주어진다.

예

이러한 관계는 상당히 복잡할 수 있다. 여기에 간단한 예가 있다:^[1] 방사성 코발트 동위원소 코발트-60의 붕괴 체계. 반감기가 5.272년인 전자(베타 붕괴)를 흥분된 니 상태로 방출하여 ⁶⁰해독하고, 그 다음 두 개의 감마선을 통해 니의 지상까지 매우 빠르게 해독한다.

알려진 모든 붕괴 방식은 동위원소 표에서 확인할 수 있다.^[2][3]

니켈은 양성자 수(28)가 코발트 수(27)보다 1배 높아 코발트 오른쪽에 있다. 베타 붕괴에서는 양성자 수가 1씩 증가한다. 양전자 붕괴와 알파 붕괴의 경우(아래 참조), 사선 화살표는 오른쪽에서 왼쪽으로 이동하며, 이러한 경우 양성자 수가 감소하기 때문이다.

에너지는 보존되어 있고 방출된 입자들이 에너지를 운반하기 때문에 화살표는 붕괴 방식에서 아래쪽으로(수직 또는 각도로)만 갈 수 있다.

여기에 좀 더 복잡한 계획이 보인다: 원자로에서 천연 금을 조사함으로써 생성될 수 있는 핵종 오우의 붕괴. ¹⁹⁸Au는 베타 붕괴를 통해 두 개의 흥분 상태 중 하나 또는 수은 동위원소 Hg의 접지 상태로 분해한다. 그림에서 수은은 금의 오른쪽에 있는데, 원자 번호는 금의 79이고, 수은의 숫자는 80이다. 흥분된 상태는 매우 짧은 시간(2.5와 23 ps, resp) 후에 부패한다.; 1피코초는 100만분의 1초)로 지상에 도달한다.

흥분한 핵 상태는 대개 베타 붕괴 직후 거의 붕괴하면서 매우 짧은 수명을 가지고 있지만(위 참조), 여기에 오른쪽에 보이는 테크네튬 동위원소의 흥분 상태는 비교적 오래 산다. 따라서 "측정 가능"(Tc 에서 "m"을 확인함)이라고 한다. 6시간의 반감기로 감마 붕괴를 통해 지상으로 소멸한다.

여기, 왼쪽은 알파 붕괴야 마리 퀴리가 발견한 폴로늄^[6] 원소의 붕괴로 질량은 210이다. 동위원소 Po는 우라늄-라듐-데케이 시리즈의 페놀티메이트 멤버로, 반감기가 138일인 안정된 납 이소토프로 분해된다. 거의 모든 경우에, 붕괴는 5.305 MeV의 알파 입자의 방출에 의한 것이다. 오직 10만분의 한 경우에서 낮은 에너지의 알파 입자가 나타난다. 이 경우 붕괴는 흥분된 Pb 수준으로 이어지고 감마선을 통해 지상으로 소멸된다.

선택 규칙

알파 베타선과 감마선은 보존법(에너지, 각운동량, 패리티)을 준수해야 방출할 수 있다. 이것은 소위 선발 규칙으로 이어진다.

감마 붕괴의 적용은 감마선의 다중성(Multipolarity of 감마선)에서 찾을 수 있다. 특정한 경우에 그러한 규칙을 논의하기 위해서는 각운동량과 모든 상태에 대한 평등을 알 필요가 있다. 그림은 모든 주에 주어진 스핀과 파리로 Co 부패 계획을 다시 보여준다.

참조