Ядерные силы обладают свойством насыщения

6.Ядерные силы обладают свойством зарядовой независимости (изотопической инвариантности).

7.Ядерные силы имеют обменный характер. Нуклоны взаимодействуя обмениваются координатами, спинами. и зарядами. π-мезон является квантом ядерного взаимодействия при низких энергиях.

8.Большая интенсивность и отталкивательный характер ядерных сил при очень малых расстояниях () следует из наличия внутри нуклонов массивных заряженных частиц (кварков).

 

Дейтрон слайд7

Дейтрон - стабильное связанное состояние протона и нейтрона, ядро изотопа водорода атома дейтерия. Обозначается или . В системах нейтрон-нейтрон, протон-протон связанных состояний нет. Основные свойства: масса М = 2,0135 а.е.м., спин =1, изоспин Т=0, энергия связи E_св=2,24579 Мэв, магнитный момент μ = 0,8574 μ_B, электрический квадрупольный момент Q =2,859 10 ^{-27 см 2}. среднеквадратичный радиус =1,963 10 ^-13 см. Четность дейтрона положительна .Нуклоны в дейтроне находятся в триплетном состоянии .

Дейтрон в первом приближении является сферически симметричным ядром, если принять потенциальную энергии в виде потенциала Саксона – Вудса (потенциальная яма с плоским дном и размытым краем)

, где , δ = 0,55 Фм. (1.18)

Энергия связи 2,25 Мэв дает уровень энергии лежащий высоко над дном потенциальной ямы. Условием существования связанного состояния в прямоугольной потенциальной яме является неравенство Мэв см², при см и E_св =2,25 Мэв, глубина потенциальной ямы дейтрона Мэв. Дейтрон возбужденных состояний не имеет..

 

Слайд8

Радиоактивность –свойство атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) изменять свой состав путем испускания элементарных частиц или ядерных фрагментов.

Радиоактивный распад может происходить, если данное превращение ядра энергетически выгодно,

Основные типы радиоактивности приведены в табл.1.1.

Табл. 1.1

Тип радиоактивности	Вылет. частица	Ядерная реакция	Характеристика процесса
Альфа-распад	α-частица		Альфа-частица это ядро атома гелия: два протона+ два нейтрона
-бета-распад +бета-распад	β ^--частица β^+-частица		β ^-- частица это ядерный электрон β^+-частица это ядерный позитрон
Гамма-излучение	γ-квант		Вылет гамма-кванта из возбужденного ядра
Протонная радиоактивность	(p)-протон		Вылет из ядра протона, происходит редко
Спонтанное деление ядер	-ядро -ядро		Деление ядра на два осколка приблизительно одинаковые по массе и заряду
Фрагментная радиоактивность	, ,		Вылет из ядра фрагмента в виде ядра углерода, или ядра неона, или ядра магния.

 

Закон радиоактивного распада

Слайд9

Основной закон радиоактивного распада: число целых ядер уменьшается со временем по экспоненциальному закону

(1.22)

где N₀ - число ядер в начальный момент t = 0.

Важной характеристикой является период полураспада Т _1/2 – время, в течение которого число нераспавшихся ядер уменьшается в два раза.

,

.

Используя формулу: получаем, что период полураспада обратно пропорционален постоянной распада

(1.23)

Следует заметить, что за время равное двух периодам полураспада число нераспавшихся ядер станет N ₀/4. Именно период полураспада является основной характеристикой данного сорта радиоактивных ядер, и приводится в таблицах.

Активностью радионуклида в источнике называется отношение числа dN спонтанных ядерных переходов за интервал времени dt к этому интервалу

A = λ N = A₀ (1.25)

A₀ = λ N ₀ -начальная активность.

Единицы измерения активности в системе СИ является Беккерель: 1 Бк =1 распад / секунду.

Активность одного грамма радия: 1 Кюри = 3,7 10 ¹⁰ расп/сек.

Число ядер N связано с массой m радиоактивного элемента формулой

(1.26)

N_A - число Авогадро, А –массовое число.

 

Последовательный радиоактивный распадслайд10

Если ядро возникающие в результате радиоактивного распада исходного ядра само распадается, и превращается в стабильное ядро, то такой распад называется последовательным.

Пример:Для последовательного распада ядра стронция-90 в иттрий-39 и далее в стабильный нуклид циркония -40:

; лет.

, час. (1.28)

система уравнений следующая:

,

, (1.29)

начальные условия N ₁(t =0) = N ₁₀, N ₂(0) = 0.

Решения системы имеют вид

,

. (1.30)

Если N₂₀ =0, λ₁<<λ₂, т.е. (T _1/2⁽¹⁾>> T _1/2⁽²⁾), то при временах t >10 T _1/2⁽²⁾ величина (λ₂t>> 1)

Окончательно получаем вековое или секулярное уравнение

(1.31)

Это уравнение означает, что число распадов дочернего вещества равно числу распадов материнского вещества, т.е. в состоянии равновесия активности ядер 1-го и 2-го сортов равны друг другу. В радиоактивных семействах активности всех членов семейства находятся в состоянии равновесия друг с другом.