Дефект массы. Энергия связи нуклонов ядра.

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

ДЕФЕКТ МАССЫ (от лат. defectus - недостаток, изъян) - разность между массой связанной системы взаимодействующих тел (частиц) и суммой их масс в свободном состоянии. Д. м. определяется энергией связи системы:

В случае атомных ядер Д. м. даётся ф-лой

где m - масса ядра, имеющего Z протонов и N нейтронов, m_р и m_n - массы протона и нейтрона. T. к. на практике измеряются не массы ядер, а массы атомов M, то Д. м. часто определяют как массу между массой атома в а.е. м. и массовым числом A=Z+N.Определённый таким образом Д. м., приходящийся на 1 нуклон, наз. иногда упаковочным коэф. Знание Д. м. позволяет определить величину энергии, к-рая может выделиться в ядерных реакциях, в частности в реакциях, не наблюдаемых в лаб. условиях, но происходящих в недрах звёзд.

Важную информацию о свойствах ядер дает знание удельной энергии связи ядра, т.е. энергии связи, приходящейся на один нуклон. Она определяется делением энергии связи на массовое число, равное числу нуклонов в ядре. С увеличением массового числа удельная энергия связи, начиная с гелия, сначала слабо растет, достигает максимума в области железа, после чего плавно снижается. Для большинства химических элементов (за исключением самых легких ядер) эта энергия примерно равна 8 МэВ/нуклон. Наиболее устойчивыми являются ядра, обладающие самой большой удельной энергией связи, т.е. железо и близкие к нему химические элементы периодической системы. Рост энергии связи легких элементов с увеличением атомного номера происходит из-за того, что значительная доля нуклонов этих элементов находится на периферии ядра.

39. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Закономерность α, β, γ распада. Искусственная радиоактивность.

Радиоакти́ вный распа́ д - спонтанное изменение состава нестабильных атомных ядер (заряда Z, массового числа A) путём испускания элементарных частиц или ядерных фрагментов^[1]. Процесс радиоактивного распада также называют радиоакти́ вностью, а соответствующие элементы радиоактивными. Радиоактивными называют также вещества, содержащие радиоактивные ядра. Энергетические спектры α -частиц и γ -квантов, излучаемых радиоактивными ядрами, прерывистые («дискретные»), а спектр β -частиц — непрерывный.

Распад, сопровождающийся испусканием альфа-частиц, назвали альфа-распадом; распад, сопровождающийся испусканием бета-частиц, был назван бета-распадом. Термин «гамма-распад» применяется редко; испускание ядром гамма-квантов называют обычно изомерным переходом. Закон радиоактивного распада — физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времени и количества радиоактивных атомов в образце.

Существует несколько формулировок закона, например, в виде дифференциального уравнения:

, Решение этого дифференциального уравнения имеет вид:

где — начальное число атомов, то есть число атомов для . Среднее время жизни получаем интегрированием по всему периоду распада:

Альфа-распад (α - распад) – вид радиоактивного распада атомных ядер, когда испускается альфа-частица, заряд ядра уменьшается на 2 единицы, массовое число – на 4. α - радиоактивность (альфа-излучение) - поток альфа- частиц, испускаемых при радиоактивном распаде элементов тяжелее свинца или образующихся в ходе ядерных реакций. Альфа-излучение обладает малой проникающей способностью (несколько сантиметров в воздухе и миллиметры в биологической ткани). Главными характеристикамиα -радиоактивных ядер и испускаемых ими α -частиц являютсяпериод полураспада Т1/2, кинетическая энергия Еα и пробег R.

Бета-распад (β - распад) – самопроизвольное превращение ядер, сопровождающееся испусканием (или поглощением) электрона и антинейтрино или позитрона и нейтрино. Известны типы бета-распада: электронный распад (превращение нейтрона в протон), позитронный распад (протона в нейтрон) и электронный захват.

Гамма-излучение иногда также рассматривается как особый вид радиоактивности, хотя оно и не

приводит к изменению состава ядра – ядро лишь переходит при этом с одного энергетического уровня на другой.

Искусственная радиоактивность — самопроизвольный распад ядер элементов, полученных искусственным путем через соответствующие ядерные реакции. Супруги Жолио-Кюри впервые искусственно вызвали радиоактивность, создав новые радиоактивные изотопы, не наблюдаемые до этого в природе. Явление, открытое Жолио-Кюри, получило название «искусственная радиоактивность»

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 Следующая ⇒