Задачник Волькенштейн 1990 г Радиоактивность Дефект массы 21

Задачник Волькенштейн 1990 г. Радиоактивность Дефект массы 21. 7 21. 8 21. 10. 21. 15 21. 17 21. 22 21. 33 22. 42 22. 6 Ядерные реакции 22. 9 22. 10 22. 12 22. 14 22. 18 22. 21 22. 42 22. 24 22. 43 Модуль 5 Лекция 43 1

Физика атомного ядра (ядерная физика) изучает строение, свойства и превращения атомных ядер. По современным представлениям атомное ядро состоит из нуклонов (протонов и нейтронов) и несет положительный электрический заряд, численно равный (в единицах абсолютного значения заряда электрона) порядковому номеру элемента в таблице Менделеева или числу протонов в ядре. Так как массы протонов и нейтронов гораздо больше массы электронов, то масса атома сосредоточена в ядре. Модуль 5 Лекция 43 2

Из молекулярно-кинетической теории известно, что молярная (атомная) масса для одноатомной молекулы М=mат·NA, где NA – постоянная Авогадро. В ядерной физике, в отличие от системы СИ, за единицу массы принимается такая величина, чтобы масса атома выражалась таким же числом, как и относительная атомная масса элемента. Такая единица массы получила название атомной единицы массы (а. е. м. ). Атомная единица массы – это массы атома углерода 12 С, т. е. Модуль 5 Лекция 43 3

Округленная до ближайшего целого числа масса ядра (атома), выраженная в а. е. м. , получила название массового числа А. Массовое число – это число нуклонов в ядре. Зная А и порядковый номер элемента Z, можно найти число нейтронов в ядре: N=A-Z Обычно для обозначения различных ядер используется следующее выражение: , где Х – символ элемента Например, для железа в ядре содержится 26 протонов и 56 -26=30 нейтронов. Модуль 5 Лекция 43 4

Нуклоны относятся к фермионам – их спин полуцелый. Спин ядра определяется числом нуклонов в ядре. При нечетном числе нуклонов в ядре спин ядра – полуцелый, при четном – целый или нулевой. Атомы одного и того же элемента не тождественны – они имеют разные массы, но обладают одинаковыми химическими свойствами, связанными с одинаковостью строения их электронных оболочек. Атомы, обладающие различной массой, но одинаковым электрическим зарядом ядер, называются изотопами. У изотопов Z 1=Z 2, A 1≠A 2, N 1 ≠N 2 Модуль 5 Лекция 43 5

Естественная радиоактивность - это самопроизвольное (спонтанное) превращение неустойчивых ядер одних элементов в другие, происходящее в естественных условиях и сопровождающееся испусканием элементарных частиц или ядер. Основной закон радиоактивного распада в интегральной форме А - число распавшихся атомов (ядер) Модуль 5 Лекция 43 6

Выражение -d. N=λ∙N∙dt, записанное в виде , называется основным (кинетическим) законом радиоактивного распада в дифференциальной форме. Абсолютное число ядер, распадающихся за единицу времени, называют скоростью радиоактивного распада, или радиоактивностью, или просто активностью препарата. Величина называется постоянной радиоактивного распада. Она равна отношению числа атомов, распадающихся за 1 секунду , к числу атомов радиоактивного вещества (N), находящихся в нем в данный момент времени. λ характеризует вероятность распада одного ядра за 1 секунду. Размерность λ, 1/с Модуль 5 Лекция 43 7

Модуль 5 Лекция 43 8

Модуль 5 Лекция 43 9

Закономерности α - распада 1. Наблюдается лишь у ядер тяжелых элементов. 2. Постоянные распада и периоды полураспада изменяются в широких пределах. 3. Чем больше постоянная распада, тем больше длина пробега испускаемых частиц. 4. Энергетический спектр дискретный. 5. Суммарная энергия, выделяющаяся при α – распаде, положительна. Закономерности α – распада могут быть объяснены только с помощью квантовой механики. Модуль 5 Лекция 43 10

Модуль 5 Лекция 43 11

Гамма-излучение радиоактивных ядер и его взаимодействие с веществом. Модуль 5 Лекция 43 12