4.Короткодействующие: быстро убывают, начиная с r ≈ 2,2.10-15 м.
Энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны, называется энергией связи. Энергия связи очень велика. При синтезе 4 г гелия выделяется такое же количество энергии, как при сжигании двух вагонов каменного угля.
Масса ядра всегда меньше суммы масс покоя свободных протонов и нейтронов, его составляющих. Разность между массой ядра и суммой масс протонов и нейтронов называется дефектом масс.
Формула для вычисления энергии связи:
- дефект
массы.
mp –масса покоя протона; mn – масса покоя нейтрона. Мя - масса ядра атома.
В атомной физике массу удобно выражать в атомных единицах массы:
1 а.е.м.=1,67·10-27 кг. Коэффициент связи энергии и массы (равный с2): с2= 931,5 МэВ/а·е·м.
Ядерные реакции - превращения атомных ядер, вызванные их взаимодействиями с различными частицами или друг с другом.
Символическая запись: А + а = В + b. При написании ядерных реакций используются законы сохранения заряда и массового числа (числа нуклонов).
Примеры:
Энергетический выход ядерной реакции - разность между суммарной энергией связи частиц, участвующих в реакции и продуктов реакции.
Реакции, происходящие с выделением энергии, наз. экзотермическими, с поглощением - эндотермическими.
Билет № 25
1. Дайте характеристику явления радиоактивности. Перечислите виды радиоактивных излучений и их свойства. Как влияет ионизирующая радиация на живые организмы?
Открытие явления - 1896 г. французский ученый Анри Беккерель при постановке опытов с солями урана. Без каких-либо внешних влияний на уран А. Беккерелем было зарегистрировано неизвестное излучение. В 1898 г. М. Склодовская - Кюри обнаружила излучение тория, а также открыла новые радиоактивные химические элементы полоний и радий. Все химические элементы с порядковым номером более 83 являются радиоактивными. Естественная радиоактивность химических элементов не зависит от внешних условий.
Т
ри
вида радиоактивного излучения.
В
1899 г. Э. Резерфорд обнаружил, что
радиоактивное излучение состоит из
двух компонентов, которые он назвал
"альфа-лучи" и "бета-лучи".
В
1900г. французский физик Ф. Вилард установил,
что в состав излучения входят еще и
гамма-лучи.
Опыт Резерфорда
Поведение радиоактивного излучения было изучено в магнитном поле. Радиоактивный элемент был помещен в узкий свинцовый стакан, напротив которого размещалась фотопластинка. Вся установка размещалась в вакууме. В отсутствие магнитного поля на фотопластинке было обнаружено в центре одно пятно засветки от излучения. В магнитном поле пучок излучения распался на три. Составляющие отклонялись в противоположные стороны: пятно на фотопластинке посередине оставляла составляющая, не имеющая заряда, две другие составляющие радиоактивного излучения отклонялись в противоположные стороны, что доказывало присутствие заряженных частиц в излучении. В результате опыта Э.Резерфорд доказал, что радиоактивное излучение является неоднородным.
Свойства радиоактивных лучей
Альфа-излучение (альфа - лучи) - это поток полностью ионизированных ядер атомов гелия, распространяющихся с начальной скоростью около 20 тыс. км/с.
Их ионизирующая способность огромна, а так как на каждый акт ионизации тратится определенная энергия, то их проникающая способность незначительна: длина пробега в воздухе составляет 3—11 см, а в жидких и твердых средах — сотые доли миллиметра. Лист плотной бумаги полностью задерживает их. Надежной защитой от альфа-частиц является также одежда человека.
Поскольку альфа-излучение имеет наибольшую ионизирующую, но наименьшую проникающую способность, внешнее облучение альфа-частицами практически безвредно, но попадание их внутрь организма весьма опасно.
Бета-излучение (бета-лучи) - это поток электронов, которые в зависимости от энергии излучения могут распространяться со скоростью, близкой к скорости света (300 тыс. км/с). Заряд бета-частиц меньше, а скорость больше, чем у альфа-частиц, поэтому они имеют меньшую ионизирующую, но большую проникающую способность. Длина пробега бета-частиц с высокой энергией составляет в воздухе до 20 м, воде и живых тканях — до 3 см, металле — до 1 см. На практике бета-частицы почти полностью поглощают оконные или автомобильные стекла и металлические экраны толщиной в не сколько миллиметров. Одежда поглощает до 50 % бета-частиц.
Гамма-излучение — это электромагнитное излучение, испускаемое ядрами атомов при радиоактивных превращениях. Оно, как правило, сопровождает бета-распад, реже альфа-распад. По своей природе гамма-излучение представляет собой электромагнитное поле с длиной волны 10~8—10~и см. Оно испускается отдельными порциями (квантами) и распространяется со скоростью света. Ионизирующая способность его значительно меньше, чем у бета-частиц и тем более у альфа-частиц.
Зато гамма-излучение имеет наибольшую проникающую способность и в воздухе может распространяться на сотни метров. Для ослабления его энергии в два раза необходим слой вещества (слой половинного ослабления) толщиной: воды — 23 см, стали — около 3, бетона — 10, дерева — 30 см.
Из-за наибольшей проникающей способности гамма-излучение является важнейшим фактором поражающего действия радиоактивных излучений при внешнем облучении.
Хорошей защитой от гамма-излучений являются тяжелые металлы, например свинец, который для этих целей используется наиболее часто.
Под влиянием радиоактивных излучений в организме может происходить торможение функций кроветворных органов, нарушение нормальной свертываемости крови и увеличение хрупкости капилляров; расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта и истощение организма; снижение сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям и др.
Биологическое действие радиоактивных излучений характеризуется ионизацией атомов и молекул организма, в результате чего происходит разрыв нормальных молекулярных связей и изменение химической структуры различных соединений. Это, в свою очередь, ведет к нарушению нормальных биохимических процессов обмена веществ в живых клетках. Лучевое воздействие большой силы и продолжительности может вызвать гибель отдельных клеток, органов, а впоследствии и всего организма.