Несколько вопросов по радиоактивности

[Emergency]

Dmitriy40 в сообщении #1532582 писал(а):

Нейтрон распадается только свободный, в составе атомных ядер он стабилен.

В контексте темы это подразумевается, в смысле любые ядра атомов мы берем свободными, а не в составе других ядер.

-- 24.09.2021, 15:35 --

Кстати, можно ли нейтрон рассматривать как изотоп нулевого элемента таблицы Менделеева? :)

[Dmitriy40]

DimaM в сообщении #1532583 писал(а):

Dmitriy40 в сообщении #1532582 писал(а):

Нейтрон распадается только свободный, в составе атомных ядер он стабилен.

Слишком сильное утверждение. Бета-распад ядер все же наблюдается.

Простите, а разве у такого распада одинаковый период полураспада для всех ядер?! Ведь нет же? А значит не нейтрон распадается, а ядро. Да, бета-распадом нейтрона.
Плюс существуют стабильные ядра с нейтронами. Да хоть и гелий. А значит в них нейтрон стабилен. Но одинаковые нейтроны не могут быть одновременно и стабильными и нет.

[DimaM]

Dmitriy40 в сообщении #1532589 писал(а):

Простите, а разве у такого распада одинаковый период полураспада для всех ядер?! Ведь нет же? А значит не нейтрон распадается, а ядро. Да, бета-распадом нейтрона.

Да, в этом что-то есть. Однако же происходящий процесс $u\to d+e+\bar{\nu}_e$ абсолютно один и тот же.

Dmitriy40 в сообщении #1532589 писал(а):

Но одинаковые нейтроны не могут быть одновременно и стабильными и нет.

А вот это как-то демагогией попахивает.

[lel0lel]

Интересно, существуют ли теоретические расчёты периода полураспада для каких-либо элементов. Было бы любопытно почитать. Например, магнитная, электрическая проницаемость успешно рассчитываются.

[Dmitriy40]

DimaM
Процесс тот же, причины разные (нестабильность ядра в целом, а не нейтрона). Если бы причиной бета-распада ядер были нейтроны, то была бы чёткая зависимость периодов полураспада от количества нейтронов в ядрах. Уверен что глобально её нет, даже проверять не полезу. И не было бы стабильных ядер с нейтронами.

Демагогией? Т.е. Вы готовы отказаться от одинаковости всех нейтронов?! Это как-то слишком смело ...

Процитирую вики:

Вики писал(а):

Кроме того, разница масс между протоном и нейтроном, составляющая 1,293 332 36(46) МэВ[22] (или 0,001 388 449 33(49) а.е.м.[23]), невелика по меркам ядерной физики. Вследствие этого в ядрах нейтрон может находиться в более глубокой потенциальной яме, чем протон, и потому бета-распад нейтрона оказывается энергетически невыгодным. Это приводит к тому, что в ядрах нейтрон может быть стабильным.

Emergency в сообщении #1532586 писал(а):

Кстати, можно ли нейтрон рассматривать как изотоп нулевого элемента таблицы Менделеева? :)

Думаю нельзя: элементы упорядочены по составу электронных орбиталей, у чисто нейтронного ядра протонов в ядре нет и значит не будет и электронов. А одиночные нейтроны не участвуют в химических реакциях. И нулевая клетка таблицы должна быть пустой.
Хотя вики говорит можно.

[stalvoron]

realeugene в сообщении #1532572 писал(а):

stalvoron в сообщении #1532567

писал(а):
Если процесс случайный, то может перевернуться только 20 и т.д. при других бросках. Вероятность того, что при случайном броске перевернётся ровно 50 монет, равна примерно 8%, а вот то, что перевернётся их ровно 20, почти в миллиард раз меньше. Ещё раз: это обычнавя математика, и чтобы в этом разобраться необходимо и достаточно изучить теорвер на не очень глубоком уровне.

.Да-да, я согласен, но мы то вроде обсуждали конкретное физическое явление полураспад ( для каждого вещества время индивидуальное - т.е. долой ! случайность.)

realeugene в сообщении #1532572 писал(а):

Существование периода полураспада совсем не означает, что за это время распадётся ровно половина атомов.

Я это понимаю и не утверждаю обратного.

realeugene в сообщении #1532572 писал(а):

Но если атомов много, а в любом максроскопическом куске вещества атомов невообразимо много, то отклонение количества распавшихся атомов от половины будет ненаблюдаемо малым.

Да, но для разных веществ это случится за разное время. А это уже не случайное явление и не зависит от математики.

sergey zhukov в сообщении #1532581 писал(а):

stalvoron
Да, все, что случается с подбрасываемыми монетами, уже очень давно и очень подробно разобрано. И хорошо известно, что вероятность того, что из $N$ монет решкой упадут ровно $\frac{N}{2}$ монет - эта вероятность падает с ростом $N$. Однако вероятность того, что количество полученных решек отклонится от $N/2$, более, чем, скажем, на 1%, тоже падает с ростом $N$. Нас в радиоактивном распаде интересует именно второе, а не первое.
Когда атомов становится совсем мало, правило полураспада начинает работать хуже, все сильнее проявляется элемент случайности. Но такие случаи экстремально малых количеств радиоактивного вещества мы не рассматриваем.

.Всё это понятно. Но в контексте именно физики мне было интересно именно существование корреляции между временем возникновения атома и его распадом. Я так понимаю её (корреляции ) нет. Т.е. атом по факту не имеет "определённого" срока жизни, тем более в контексте "периода полураспада" .

[Dmitriy40]

lel0lel в сообщении #1532591 писал(а):

Интересно, существуют ли теоретические расчёты периода полураспада для каких-либо элементов.

Существуют. Например, таблица 3.
Другой пример, правда без ссылки на сами расчёты, зато аж теллура-104.
Здесь кажется тоже есть полезные ссылки.

[DimaM]

Dmitriy40 в сообщении #1532592 писал(а):

Демагогией? Т.е. Вы готовы отказаться от одинаковости всех нейтронов?! Это как-то слишком смело ...

Если я правильно ухватил вашу мысль, следует считать свободные нейтроны отличными от нейтронов в ядрах?

Dmitriy40 в сообщении #1532592 писал(а):

Процитирую вики:

Из этого, в духе предыдущих рассуждений, следует что стабилен или нестабилен комплекс из протонов и нейтронов, образующих ядро. Раз уж вы отказываете нейтрону в ядре в индивидуальности.

[sergey zhukov]

stalvoron
Да, атом не имеет определенного срока жизни в том смысле, что если взять любой атом, то совершенно невозможно сказать, сколько времени он уже существует. У него есть только одна характеристика - постоянная вероятность распада на любом произвольно взятом промежутке времени $\triangle t$. Это совсем не то же самое, что возраст. Если эта вероятность как-то зависит от времени - можно говорить о возрасте. Если нет - то нельзя.

А различаются атомы разных радиоактивных веществ примерно так: одни из них - монеты. Другие - игральные кубики, которые распадаются только тогда, когда на них выпадает, скажем, шестерка. Третьи - игральные кубики, которые распадаются только тогда, когда на них выпадет четное число. Четвертые - додекаэдр. Ну и т.д. Это просто наглядный способ сказать, что вероятность распада за один бросок (определенный промежуток времени) для разных типов атомов разная.

[DimaM]

stalvoron в сообщении #1532594 писал(а):

Но в контексте именно физики мне было интересно именно существование корреляции между временем возникновения атома и его распадом. Я так понимаю её (корреляции ) нет. Т.е. атом по факту не имеет "определённого" срока жизни, тем более в контексте "периода полураспада" .

Строго говоря, вероятность того, что отдельно взятый атом распадется за время наблюдения $t$, равна $1-\exp(t/\tau)$. За период полураспада атом распадется с вероятностью 1/2.

-- 24.09.2021, 20:22 --

sergey zhukov в сообщении #1532597 писал(а):

А различаются атомы разных радиоактивных веществ примерно так: одни из них - монеты. Другие - игральные кубики, которые распадаются только тогда, когда на них выпадает, скажем, шестерка. Третьи - игральные кубики, которые распадаются только тогда, когда на них выпадет четное число. Четвертые - додекаэдр. Ну и т.д.

Ну вот зачем вы опять с этими сомнительными аналогиями?

[Dmitriy40]

DimaM
Э нет, пусть всё же все нейтроны остаются одинаковыми.
А стабильность или нестабильность определяется в том числе и внешними условиями (комплексом протонов и нейтронов).
Если это демагогия — значит она, виноват.

[DimaM]

Dmitriy40 в сообщении #1532600 писал(а):

А стабильность или нестабильность определяется в том числе и внешними условиями (комплексом протонов и нейтронов).

Тут я полностью согласен.

[realeugene]

stalvoron в сообщении #1532594 писал(а):

А это уже не случайное явление и не зависит от математики.

Сама величина вероятности распада одного атома в единицу времени различается для атомов разного типа, но у всех атомов одного типа одинакова. Да, эта вероятность - параметр физической модели.

-- 24.09.2021, 17:39 --

stalvoron в сообщении #1532594 писал(а):

Т.е. атом по факту не имеет "определённого" срока жизни, тем более в контексте "периода полураспада" .

Да, атом не имеет срока жизни. Люди, кстати, после детства и лет до 35 тоже не имеют срока жизни: вероятность им умереть молодыми в единицу времени постонна. А потом эта вероятность начинает экспоненциально расти.

Но в отличие от людей все атомы одного типа, находящиеся в основном (невозбуждённом) состоянии, имеют и абсолютно одинаковое внутреннее состояние, делающее их в принципе неразличимыми. То есть даже вопрос о том, сколько времени уже существует этот конкретный атом, бессмысленен. Столько же, сколько и соседний.

[Emergency]

Dmitriy40 в сообщении #1532592 писал(а):

Думаю нельзя: элементы упорядочены по составу электронных орбиталей, у чисто нейтронного ядра протонов в ядре нет и значит не будет и электронов.

Тут вы глубоко неправы. Элементы упорядочены по заряду ядра, а электронные орбитали есть и у протона, и электрон может так же по ним прыгать, как и электроны урана, так как электронная орбиталь есть всего лишь одно из решений уравнения Шредингера, или, если хотите, возможное состояние электрона с определенной энергией, или с определенным набором квантовых чисел.
Заряда у нейтрона нет, следовательно, если куда его и помещать, то только в нулевую клетку. Впрочем, это была лишь шутка, о чем говорит смайлик, который я поставил после вопроса.

[Dmitriy40]

(Оффтоп)

Emergency в сообщении #1532608 писал(а):

Элементы упорядочены по заряду ядра,

Не согласен: тогда бы не было клеток с несколькими элементами с разным зарядом ядра (лантаноиды и актиноиды и как там назовут в следующих периодах).