1. Состав ядра. Характеристики атомных ядер. Изотопы.

m_e=9,10953*10^-31 кг

|e|=1,60218*10^-19 Кл

m_р=1,67265*10^-27 кг

|e|=1,60218*10^-19 Кл

m_n=1,67470*10^-27 кг

Нуклонами называются протоны и нейтроны, входящие в состав ядра.

Z – зарядовое число = числу протонов в ядре = порядковый номер в таблице Менделеева.

А – Массовое число = сумма протонов и нейтронов в ядре

N=A-Z – число нейтронов

R-[радиус ядра]= R=r₀*A^1/3

r₀=(1,2 .. 1,5)*10^-15 м

n [концентрация нуклонов в ядре] = 10⁴⁴ м^-3

 [плотность ядра]  10¹⁷ кг/м³

Изотопы – элементы, имеющие одинаковое зарядовое число.

2. Масса атомного ядра. Энергия связи. Удельная энергия связи.

E_связи=mc² [Дж]

m – дефект массы – разница между общей массой нуклонов

m=Zm_p+Nm_n-m_a

m=Zm_H+Nm_n-m_aт

1 а.е.м. =1,66057*10^-27 кг

Энергия связи – та энергия которую нужно затратить для того чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны.

E_св [удельная энергия связи] = E_св/А

E_св – энергия связи приходящаяся на один нуклон.

3. Ядерные силы.

Свойства ядерных сил

• Ядерные силы являются короткодействующими. Радиус 10^-15 м

4,2*10^-15 м – ядерные силы прекращают действие

r_я = 2.2*10^-15 – расстояние между нуклонами

• Ядерные силы обладают свойством ядерной независимости, т.е. ядерное взаимодействии 2-х изотопов не зависит от их вида.

• Для ядерных сил характерно насыщение, которое проявляются в том что нуклон взаимодействует с несколькими ближайшими соседями даже если нуклоны находятся в радиусе действия ядерных сил.

4) Ядерные силы носят характер обменный. Взаимодействие нуклонов осуществляется путём обмена особыми квантами обмена: пи-мезоны.

4. Явление радиоактивности.

Основные законы радиоактивного распада.

Период полураспада.

Радиоактивность—самопроизвольное превращение атомных ядер некоторых химических элементов, приводящее к изменению их атомного номера и массового числа. Ядра, которые претерпевают эти изменения, называются нестабильными.

Закон радиоактивного распада.

N=N₀e^-t

N_0—число ядер(начальное)

N—число ядер(оставшихся на момент времени t)

—постоянная радиоактивного распада

 имеет смысл вероятности распада ядра за 1 секунду и определяется долей ядер, распадающихся в единицу времени.

[]=c^-1

=1/ — среднее время жизни радиоактивного изотопа.

Время, за которое распадается половина первоначального количества ядер называется периодом полураспада.

T_1/2=3*10^-7 c…5*10¹⁵ лет

5. Активностью радиоактивного вещества называется число ядер, распавшихся в единицу времени.

[A]=1Бк=1распад/сек

1Ки=3.7*10¹⁰Бк

А=-N₀e^-t(-) А₀=N₀

А= А₀e^-t

Удельная активность А_уд=а=А/m

Удельной активностью называется активность единицы массы вещества.

[А_уд]=Бк/кг (сколько распадов происходит в 1 кг вещества).

Если вещество жидкое—Бк/л

Объёмная активность A_v=A/V

Активность единицы объёма—Бк/м³

Поверхностная активность А_s=A/S (Бк/м²)

6. . Основные закономерность –распада.

–распад это испускание некоторыми элементами -частиц, которые являются ядрами гелия .–распады характерны для тяжёлых ядер с А>200 Z>82.

Х—материнское ядро

У—дочернее ядро

Q—энергетический эквивалент

Изменения массы.

7. Основные закономерности -распада.

распад

1) распад происходит с испусканием электрона из атомного ядра. Происходит в элементах где

антинейтрино

кэВ

2) распад.

Это испускание ядром атома позитрона.

8) Взаимодействие Альфа-излучения с веществом. По сравнению с другими частицами альфа-частицы являются физически и электрически достаточно большими, состоящими из четырех нуклонов и двух положительных зарядов. Во время движения альфа-частиц через поглотитель, они воздействуют электрическими силами на орбитальные электроны атома поглотителя. Орбитальные электроны переводятся на более высокие энергетические оболочки или покидают атом, образуя ионные пары. Альфа-частицы могут передавать большое количество энергии поглотителю при малой длине пробега и производить большое количество ионных пар. Например, альфа-частица с энергией 3.5 МэВ имеет пробег приблизительно 20 мм и производит около сто тысяч пар ионов в воздухе. Альфа-частица с такой же энергией пройдет в биологической ткани приблизительно 0.03 мм (или 30 мкм). Альфа-частицы являются наименее проникающим излучением. 

9) Взаимодействие Бета-излучения с веществом. По сравнению с альфа-частицами, бета-частицы очень маленькие. Они обладают одним отрицательным элементарным зарядом и практически незначительной массой. На самом деле, они идентичны орбитальным электронам атомов поглотителя и то что их заряды идентичны может вызвать непосредственную ионизацию путем отталкивания орбитальных электронов от атома. То, что бета-частицы вызовут непосредственную ионизацию вдоль их траектории гораздо менее вероятно, чем при прохождении альфа-частиц, поэтому их проникающая способность больше, чем у альфа-частиц с такой же энергией. Так, бета-частица с энергией 3.5 МэВ пройдет приблизительно 11 м в воздухе и 17 мм в биологической ткани.