35. Строение атомного ядра. Массовое число, заряд. Дефект массы и энергия связи. Изотопы.

Существуют различные модели атома, которые используются в различных условиях. Рассмотрим протонно-нейтронную модель ядра атома. Согласно этой модели: - ядра всех химических элементов состоят из нуклонов: протонов и нейтронов - заряд ядра обусловлен только протонами - число протонов в ядре равно порядковому номеру элемента - число нейтронов равно разности между атомным числом и числом протонов (N=A-Z) Условное обозначение ядра атома химического элемента: _z ^A X X – символ химического элемента А – массовое число, которое показывает - массу ядра в целых атомных единицах массы (а.е.м.) ,- число нуклонов в ядре - (A = N + Z) , Z – зарядовое число, которое показывает- заряд ядра, число протонов, число электронов в атоме,- порядковый номер в таблице Менделеева

N – число нейтронов в ядре атома(N = A - Z) Масса ядра всегда меньше суммы масс свободных протонов и нейтронов, его составляющих. Это объясняется тем, что протоны и нейтроны в ядре очень сильно притягиваются друг к другу. Чтобы разъединить их требуется затра-тить большую работу. Поэтому полная энергия покоя ядра не равна энергии покоя составляющих его частиц. Разность между массой ядра и суммой масс протонов и нейтронов называется дефектом масс.

Дефект масс - недостаток массы ядра по сравнению с суммой масс свободных нуклонов

Расчетная формула для дефекта масс: Δm=(z *m_p +N_*m_n)- mя

где m_я - масса ядра; (z _*m_p +N_*m_n)- сумма масс свободных нуклонов, сливающихся в ядро Z- число протонов; m_p -масса свободного протона; N - число нейтронов; m_n - масса свободного нейтрона

ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ -- минимальная энергия, необходимая для расщепления ядра на свободные нуклоны; или - энергия, выделяющаяся при слиянии свободных нуклонов в ядро.

Расчетная формула для энергии связи: E= mc² (с - скорость света в вакууме)

36. Методы регистрации заряженных частиц.

Методы регистрации заряженных частиц.

Счетчик Гейгера- служит для подсчета количества радиоактив-ных частиц ( в основном электронов). Это стеклянная трубка, заполненная газом (аргоном), с двумя электродами внутри (катод и анод).При пролете частицы воз-никает ударная ионизация газа и возникает импульс электри-ческого тока.

Достоинства: - компактность - эффективность - быстродействие - высокая точность (10ООО частиц/с). Где используется: - регистрация радиоактивных загрязнений на местности, в помещениях, одежды, продуктов и т.д. - на объектах хранения радиоактивных материалов или с работающими ядерными реакторами - при поиске залежей радиоактивной руды (U, Th) Камера Вильсона - служит для наблюдения и фотографирования следов от пролета частиц (треков). Внутренний объем камеры заполнен парами спирта или воды в перенасыщенном состоянии: при опускании поршня уменьшается давление внутри камеры и понижается температура, в результате адиабатного процесса образуется перенасыщенный пар. По следу пролета частицы конденсируются  капельки влаги и образуется трек – видимый след. При помещении камеры в магнитное поле  по треку можно определить   энергию, скорость, массу и заряд частицы. По длине и толщине трека, по его искривлению в магнитном поле определяют характеристики пролетевшей радиоактивной частицы. Например, альфа-частица дает сплошной толстый трек, протон - тонкий трек, электрон - пунктирный трек. Пузырьковая камера - вариант камеры Вильсона При резком понижении поршня жидкость, находящаяся под высоким давление, переходит в перегретое состояние. При быстром движении частицы  по следу образуются пузырьки пара , т.е. жидкость закипает, виден трек. Преимущества перед камерой Вильсона: - большая плотность среды, следовательно короткие треки - частицы застревают в камере и можно проводить дальнейшее наблюдение частиц - большее быстродействие. Метод толстослойных фотоэмульсий - служит для регистрации частиц, позволяет регистрировать редкие явления из-за большого время экспозиции. Фотоэмульсия содержит большое количество микрокристаллов бромида серебра. Влетающие частицы ионизируют поверхность фотоэмульсий. Кристаллики AgВr распадаются под действием заряженных частиц и при проявлении выявляется след от пролета частицы - трек. По длине и толщине трека можно определить  энергию и массу частиц.