![]() Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву ![]() Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Закон радиоактивного распадаСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Естественное, самопроизвольное (спонтанное) радиоактивное превращение ядер называется радиоактивным распадом или просто распадом. Атомное ядро, испытывающее распад, называется материнским, возникающее ядро – дочерним. Радиоактивный распад ведет к постепенному уменьшению числа материнских ядер. В этом процессе невозможно угадать именно какое ядро, когда распадет. Можно говорить лишь о вероятности распада каждого атома за определенный промежуток времени. Закон радиоактивного распада позволяет узнать сколько материнских ядер останется через некоторое промежуток времени. Число ядер dN, распадающихся за время dt пропорционально времени t и общему числу N ядер радиоактивного вещества. dN~−N .dt dN=−λNdt, где λ - коэффициент пропорциональности или постоянная распада данного элемента, а (−) указывает на уменьшение числа ядер со временем. Решение dN/N=−λdt, N(t) = N0 e−λt N0 - начальное число нераспадавшихся ядер (в t=0), N(t) - число нераспадавшихся ядер в момент времени t.
Период полураспада (T1/2) – время, за которое исходное число в среднем уменьшается вдвое, т.е. N(t) = N0 /2 Тогда из
Радиоактивные семейства – цепочка и ряд радиоактивных превращений, заканчивающихся стабильным элементом (обычно изотопом свинца Pb). Таких семейств 4: семейства урана-радия (Pb82206), нептуния (Висмут Bi83209), актиния (Pb82207) и тория (Pb82208). В скобках указан конечный стабильный изотоп.
§ 3.5. Физика атомного ядра
Ядром называется центральная часть атома, в которой сосредоточена практически вся масса атома и весь его положительный электрический заряд. Атомное ядро состоит из элементарных частиц – протонов (p) и нейтронов (n) (предположение о том, что ядра атомов, кроме протонов, должны содержать еще и нейтральные, тяжелые частицы впервые высказали советские физики Д.Д. Иваненко и В.А.Амбарцумян в 1930г.). Протоны (p) и нейтроны (n) называются нуклонами т.е. ядерными (от лат. nucleus - ядро).
Ядро обозначается тем же символом, что и нейтральный атом:
Ядра с одинаковыми Z, но разными A (т.е. с разными числами нейтронов Nn) называются изотопами, а ядра с одинаковыми А, но разными Z – изобарами. Определяют также изотоны − ядра с одинаковым числом нейтронов: они имеют различные Z и A, но одинаковые значение N. Напомним также, что ионами называют разновидности атомов, которые имеют одинаковые A,Z,Np, но с разными валентными электронами. Химические свойства ионов данного химического элемента резко отличаются от свойств своего атома. Например, у водорода (Z=1) сейчас открыт 7 изотопов, первые 3 из которых имеют специальные названия: Примером ядер-изобар могут служить ядра Все изотопы одного химического элемента имеют одинаковое строение электронных оболочек, поэтому обладают одинаковыми химическими и почти одинаковыми физическими свойствами (исключение составляет изотопы водорода). Отличие А от целых чисел в периодической системе элементов Д.И.Менделеева, в основном, происходит из-за смеси нескольких изотопов данного элемента, хотя может быть и из-за дефекта масс. Эмпирически определено, что радиус ядра:
Отсюда объем ядра V~A и плотность ядерного вещества примерно одинакова для всех ядер (~ 1017кг/м3) или 108т/см3 (1см3 ядерного вещества весил бы около сотни миллионов тонн), тогда как плотность химических элементов, например плотность один из наиболее тяжелых химических элементов – платина ρ≈22,5 гр/см3, (разница ~1015 раз!). Поэтому иногда говорят об ажурности структуры атомов, молекул, макроскопических тел и объектов. Это вытекает также из сопоставления размеров ядер и атомов, т.к. масса атомов сосредоточена в ядре, плотности ядер и атомов отличаются друг от друга:
Атомные ядра являются устойчивыми образованиями, состоящими из нуклонов, но точные измерения масс показали, что масса ядра меньше, чем сумма масс составляющих его нуклонов (дефект масс). Следовательно, при образовании ядра из отдельных нуклонов должна выделяться энергия (по формуле E=Δmc2). И, наоборот, для разделения, расщепления ядра на составные части, необходимо затратить такое же количество энергии.
Энергия, необходимая для расщепления ядра на отдельные нуклоны, называется энергией связи ядра: где mp mn mя –массы протона, нейтрона и ядра соответственно, а
Энергия связи ядра, приходящаяся на один нуклон, называется удельной энергией связи ( ![]() ![]() Поэтому по сравнению с легкими и тяжелыми ядрами, с энергетической точки зрения, ядра с А≈ 50÷100 более устойчивы. На рисунке зависимости Заметим, что энергия связи валентных электронов в атоме ~10эв, т.е. миллион раз (!) меньше, чем Уменьшение Наиболее устойчивы магические ядра, у которых число протонов или число нейтронов равно одному из магических чисел 2. 8, 20, 28, 50, 82, 126. Особенно стабильны дважды магические ядра, у которых магическими являются и Np и Nn. Этих ядер всего 5: Ядерные реакции – это превращения атомных ядер при взаимодействии с элементарными частицами (в том числе и с Всякая ядерная реакция сопровождается выделением (экзотермические реакции) или же поглощением (эндотермические реакции) энергии. Наиболее распространены такие ядреные реакции, как X+a→Y+b или кратко X(a,b)Y где X и Y – исходное и конечное ядро, a и b бомбардирующая и испускаемая (или испускаемые) частица. В любой ядерной реакции выполняются · Законы сохранения электрических зарядов и массовых чисел · Закон сохранения энергии, импульса и момента импульса. По представлению Бора (1936г.) ядерные реакции протекают в две стадии: X+a→ C →Y+b, где C- промежуточное или составное ядро (компаунд-ядро). I стадия – захват X ядром частицы a на расстояниях ~ 2.10−15м и образование C ядра, где энергия частицы a быстро распределяется между нуклонами составного ядра; и если один из них при столкновении друг с другом получает достаточную энергию, то может вылететь как частица b (II стадия). Время жизни составного ядра 106 −1010 раз превосходит время, которое необходимо частице a для пролета расстояния равной диаметру ядра. Это означает, что за время жизни составного ядра может произойти очень много столкновений нуклонов между собой, т.е. перераспределение энергии между нуклонами действительно возможно. Следовательно, составное ядро живет настолько долго, что полностью «забывает» каким образом оно образовалось. Поэтому характер распада составного ядра (испускание им частицы b) – вторая стадия ядерной реакции – не зависит от способа образования составного ядра – первой стадии. Некоторые реакции протекают без образования составного ядра – это прямые ядерные взаимодействия (например, реакции, вызываемые быстрыми нуклонами и дейтронами). Если b≡a, то ядерная реакция описывает рассеяние частицы
При Eb=Ea, мы имеем упругое рассеяние, При Eb≠Ea − неупругое рассеяние.
|
||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-01; просмотров: 465; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.97.14.81 (0.009 с.) |