Основные характеристики ядер атомов

Радиоактивный распад

Виды распада

Спектры α-β-γ излучений

Основной закон радиоактивного распада

Период полураспада.

Активность и единицы активности

Методы получения радионуклидов

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЯДЕР АТОМОВ.

1.Электрический заряд ядра. Ядра всех атомов заряжены положительно. Заряд определяется числом протонов Z, входящих в состав ядра, и соответствуют порядковому номеру элемента в таблице Менделеева:

q_я = Z e,

где q_я - заряд ядра, е - положительный заряд, равный заряду электрона.

2. Масса ядра. Массу ядра выражают в атомных единицах массы (а.е.м.). За 1 а.е.м. принята 1/12 массы ядра иотопа углерода с массовым числом 12. 1 а.е.м. = (1,66043  0,00031) х 10^-27 кг.

Например: m_p = 1,00728 а.е.м.,

m_n = 1,00867 а.е.м.,

m_ = 4,00152 а.е.м.

3. Массовое число. Ближайшее к атомной массе атома целое число (А), выраженной в а.е.м. Массовое число равно числу нуклонов в ядре.

А = Z + N, где N - число нейтронов в ядре.

Обозначение ядра: Нижний индекс порядковый номер Z, верхний - массовое число А, элемента Х.

4. Радиус ядра. Радиус ядера вычисляют по приближенной формуле:

(м) или (фм) (1 фм = 10^-15м).

5. Спин ядра.- равен сумме спинов нуклонов. Спины протона и нейтрона одинаковы: . Спин ядра, состоящего из четного числа нуклонов равен целому числу или нулю. Например. спин ядра водорода равен, а ядра гелия- нулю.

Ядро, состоящее из нечетного числа нуклонов, имеет спин, равный нечетному числу . Например, спин ядра трития равен, а ядра индия.

6. Магнитный момент ядра P_mя. - выражают в ядерных магнетонах Бора _я . Магнитный момент протона ~ P_mp = 2,79 _я, нейтрона P_mn = -1,91 _я; ,_я.

Знак “” означает, что магнитный момент нейтрона или ядра ориентирован противоположно спину.

Энергию, необходимая для разделения ядра на отдельные нуклоны, называется энергией связи. Е_св: Е_св = [Zm_p + Nm_n - m_я]c²

1 а.е.м. обладает энергией  931,5 МэВ, тогда:

Е_св = [Zm_p + Nm_n - m_я] 931,5,

где массы протона, нейтрона и ядра в а.е.м., а Е_св - в МэВ.

Радиоактивность.

Имеется три вида радиоактивного излучения: , , .

-излучение - поток частиц с высокой энергией, которые представляют ядра гелия.  -частица состоит из двух протонов и двух нейтронов и обозначается

. Спектр линейчатый

 - распад

Бета ()- излучение - поток частиц с высокой кинетической энергией: электроны или позитроны.  -частица обозначается ^ или ,⁺ или^(позитрон).^

 - распад N

E спектр сплошной

1) Электронный

, - антинейтрино

2) Позитронный

-нейтрино

3) Электронный или е-захват

Гамма-излучение - электромагнитные фотоны с высокой энергией ~ от 1 до 2-3 МэВ и малой длиной волны от 0,1 нм и меньше. Обозначается -  с индексом, указывающим энергию фотонов, например, _0,5 или _2,0.

-излучение

 - излучение радиоактивных веществ имеет линейчатый спектр, содержащий несколько (одну) линий.

Основной закон радиоактивного распада.

(N₀-начальное число радиоактивных ядер)

потенцируя получим:

.

N₀

N

2

T₁ T₂ t

Cвязь между Т и , где- Т период полураспада время в течении которого распалось половина ядер. Т.е. иt = T,

Тогда:

логарифмируя

Активность и единицы активности.

Скорость распада называемая активностью, является существенной характеристикой радиоактивного препарата:

или .

Единица измерения активности в СИ - распад с секунду(Бк).

1 Беккерель (Бк) - соответствует активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за 1 с происходит один акт распада.

Наиболее употребительной единицей активности является кюри (Ки).

1 Ки = 3,7 10¹⁰ Бк =3,7 ^.10¹⁰с^-1 .

Существует еще одна внесистемная единица измерения активности - резерфорд (Рд), равная 10⁶ расп/с.

1 Рд = 10⁶ Бк = 10⁶ с^-1

Республиканские допустимые уровни