Pytanie 1
Przemiana promieniotwórcza radu w ren opisana wzorem \( {}_{88}^{226}\text{Ra} \to {}_{86}^{222}\text{Rn} + {}_{2}^{4}\text{He} \) jest rozpadem
A. beta plus.
B. alfa.
C. gamma.
D. beta minus.
W tym zadaniu kluczowe jest rozpoznanie typu przemiany na podstawie samego równania jądrowego. Mamy zapis \( {}_{88}^{226}\text{Ra} \to {}_{86}^{222}\text{Rn} + {}_{2}^{4}\text{He} \). Pojawienie się w produktach jądra helu, oznaczonego jako ²₄He (liczba masowa 4, liczba atomowa 2), jednoznacznie definiuje rozpad alfa. To nie jest kwestia interpretacji, tylko definicji – cząstka alfa to właśnie jądro helu. W rozpadzie alfa liczba masowa jądra macierzystego maleje o 4, a liczba atomowa o 2, co dokładnie widzimy: z 226 na 222 oraz z 88 na 86. Częsty błąd polega na myleniu tego z promieniowaniem gamma tylko dlatego, że gamma kojarzy się ludziom z „mocnym” promieniowaniem. Promieniowanie gamma to jednak emisja fotonu o wysokiej energii, bez zmiany liczby nukleonów i bez zmiany liczby protonów w jądrze. W równaniach jądrowych nie pojawia się wtedy nowy nuklid o innych liczbach A i Z, tylko ten sam nuklid przechodzi ze stanu wzbudzonego do podstawowego, często zapisywany z gwiazdką, np. ⁹⁹mTc → ⁹⁹Tc + γ. Tutaj mamy wyraźną zmianę z radu na radon, więc gamma odpada. Podobnie mylące bywa promieniowanie beta plus i beta minus. W rozpadzie beta minus z jądra emitowany jest elektron (β⁻) i antyneutrino, a liczba masowa pozostaje ta sama, zmienia się tylko liczba atomowa o +1, bo neutron zamienia się w proton. Przykładowo ¹⁴₆C → ¹⁴₇N + β⁻ + ν̄. W rozpadzie beta plus (β⁺) emitowany jest pozyton i neutrino, a liczba atomowa spada o 1, bo proton zmienia się w neutron, ale znowu liczba masowa się nie zmienia. W obu przypadkach nie pojawia się cząstka o liczbie masowej 4 i liczbie atomowej 2. Typowy błąd myślowy polega na patrzeniu tylko na nazwy („beta”, „gamma”) bez analizy liczb A i Z. Dobra praktyka, której trzyma się się w fizyce medycznej i ochronie radiologicznej, jest taka: najpierw sprawdź, czy zmieniła się liczba masowa; jeśli spadła o 4 i liczba atomowa o 2 – to musi być alfa. Jeśli liczba masowa się nie zmienia, a liczba atomowa zmienia się o ±1 – to rozpad beta. Jeśli liczby A i Z pozostają takie same, a pojawia się symbol γ – to mamy do czynienia z promieniowaniem gamma. Z mojego doświadczenia, jak raz się opanuje tę prostą „regułkę”, to rozpoznawanie typów rozpadu z równań staje się automatyczne i bardzo ułatwia dalszą naukę medycyny nuklearnej oraz zasad ochrony radiologicznej.
