30. При искусственной радиоактивности часто испускаются позитроны. Каково их происхождение?

Жолио-Кюри — Фредерик (1900—1958) и Ирен (1897—1956), — бомбардируя различные ядра a-частицами (1934), обнаружили искусственно-радиоактивные ядра, испытывающие b^–-распад, а реакции на В, Аl и Mg привели к искусственно-радиоактивным ядрам, претерпевающим b⁺-распад, или позитронный распад:

(Нобелевская премия 1956 г.) Наличие в этих реакциях позитронов доказано при изучении их треков в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле.

Таким образом, в экспериментах Жолио-Кюри, с одной стороны, открыта искусственная радиоактивность, а с другой — впервые обнаружен позитронный радиоактивный распад.

Энергетический b⁺-спектр, как и b^–-спектр, непрерывен. b⁺-Распад подчиняется следующему правилу смещения:

Процесс b⁺-распада протекает так, как если бы один из протонов ядра превратился в нейтрон, испустив при этом позитрон и нейтрино:

                                                          (263.1)

причем одновременный выброс нейтрино вытекает из тех же соображений, которые излагались при обсуждении b^–-распада. Так как масса покоя протона меньше, чем у нейтрона, то реакция (263.1) для свободного протона наблюдаться не может. Однако для протона, связанного в ядре благодаря ядерному взаимодействию частиц, эта реакция оказывается энергетически возможной.

Вскоре после опытов К. Андерсена, а также обоснования b⁺-распада было установлено, что позитроны могут рождаться при взаимодействии g-квантов большой энергии (Е_g > 1,02 МэВ = 2m_eс²) с веществом. Этот процесс идет по схеме

                             

31. Максимальное число фотоэлектронов, вырываемых из катода за единицу времени (фототок насыщения), прямо пропорционально интенсивности света, падающего на это вещество.

32. Определить массу изотопа , если изменение (дефект) массы при образовании ядра составляет 0,2508∙10-27 кг.

Дано: Δm=0,2508∙10^-27 кг=0,15108 а.е.м. (т.к. 1 а.е.м.= 1,66∙10^-27), m_p=1,00728 а.е.м., m_n=1,00867 а.е.м.

, , либо m_я=2,4∙10^-26кг

Ответ: m_я=2,4∙10^-26кг либо m_я=14,969 а.е.м.

33. Во сколько раз меньше нейтронов содержит ядро атома азота с массовым и зарядовым числами 14 и 7, чем ядро цинка с массовым и зарядовым числами 65 и 30?

Число нейтронов азота N₁=14-7=7, число нейтронов цинка N₂=65-30=35, N₂/ N₁=35/7=5,

Ответ: в 5 раз.

34. Определить период полураспада радиоактивного изотопа, если 5/8 начального количества ядер этого изотопа распалась за время t = 849 c.

Дано: , t = 849 c.

Решение:

;

Ответ: 600 с.

35. Если облучать изолированный металлический шарик светом, длина волны которого меньше красной границы фотоэффекта, то в зависимости от значения длины волны (частоты) излучения шарик будет приобретать различный потенциал

36. Энергия связи ядра - это: энергия, которую нужно затратить, чтобы расщепить ядро на отдельные нуклоны. Такая же энергия выделяется при образовании ядра из свободных нуклонов.

37. Какой порядковый номер в таблице Менделеева имеет элемент, который образуется в результате электронного бета-распада ядра атома элемента с порядковым номером z?

Z+1 (при β-распаде химический элемент перемещается в таблице Менделеева на одну клеточку вправо).

38. потенциал – это скалярная физическая величина, равная потенциальной энергии, которой обладает единичный положительный заряд.