Закон радиоактивного распада

Используя закон радиоактивного распада, можно определить число нераспавшихся атомов какого-то количества радиоактивного вещества в любой момент времени:

Время, за которое распадается половина первоначального числа радиоактивных ядер, называется периодом полураспада (Т).  Чем меньше период полураспада, тем меньше живут атомы, тем быстрее происходит распад.  Для разных химических элементов величина периода полураспада различна : от миллионных долей секунд (например, полоний)до миллиардов лет (например, уран). 

......Период полураспада - это постоянная величина для данного химического элемента, и ее невозможно изменить. Период полураспада определяет скорость радиоактивного распада. Число нераспавшихся радиоактивных ядер убывает со временем по экспоненте.  За любой интервал времени распадается одна и та же доля имеющихся атомов, т.е с течением времени скорость распада не меняется.

Радиоактивные атомы "не стареют". Распад любого атомного ядра - это "несчастный случай". Время существования отдельных атомов может колебаться от долей секунды до миллиардов лет вне зависимости от времени периода полураспада. Для радиоактивных ядер принято определять среднее время жизни.

Закон радиоактивного распада – статистический закон и справедлив в среднем для большого числа частиц.

87

ОСТАВ АТОМНОГО ЯДРА

Ядро атома состоит из нуклонов, которые подразделяются на протоны и нейтроны.

Символическое обозначение ядра атома:

А- число нуклонов, т.е. протонов + нейтронов ( или атомная масса ) Z- число протонов ( равно числу электронов ) N- число нейтронов ( или атомный номер )

N = A - Z

ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ

- действуют между всеми нуклонами в ядре; - силы притяжения; - короткодействующие.

Нуклоны притягиваются друг к другу ядерными силами, которые совершенно непохожи ни на гравитационные, ни на электростатические. . Ядерные силы очень быстро спадают с расстоянием. Радиус их действия порядка 0,000 000 000 000 001 метра.  Для этой сверхмалой длины, характеризующей размеры атомных ядер, ввели специальное обозначение - 1 Фм ( в честь итальянского физика Э. Ферми, 1901-1954). Все ядра имеют размеры нескольких ферми. Радиус ядерных сил равен размеру нуклона, поэтому ядра - сгустки очень плотной материи. Возможно, самой плотной в земных условиях.  Ядерные силы - сильные взаимодействия. Они многократно превосходят кулоновскую силу (на одинаковом расстоянии). Короткодействие ограничивает действие ядерных сил. С ростом числа нуклонов ядра становятся неустойчивыми, и поэтому большинство тяжелых ядер радиоактивны, а совсем тяжелые вообще не могут существовать.  Конечное число элементов в природе - следствие короткодействия ядерных сил.

88

ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ И ДЕФЕКТ МАСС

1. Для расщепления ядра атома на отдельные свободные нуклоны ему необходимо сообщить дополнительную энергию. 2. При образовании ядра атома из свободных нуклонов энергия выделяется..

ДЕФЕКТ МАСС

Запомни! Масса ядра всегда меньше суммы масс свободных нуклонов.

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

Расчетная формула для дефекта масс:

где М я - масса ядра ( Z x m p + N x mn ) - сумма масс свободных нуклонов, сливающихся в ядро Z- число протонов mp -масса свободного протона N - число нейтронов mn - 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:

(с - скорость света в вакууме)

Справочные данные, необходимые для расчета энергии связи и дефекта масс ( смотри параграф учебника и кл. тетрадь, а также таблицу на стр. 165 зад.Рымкевича):

масса свободного протона, масса свободного нейтрона, масса ядра атома, коэффициент перевода 1 а.е.м.