9. Имелось некоторое количество радиоактивного изотопа серебра. Масса радиоактивно

го серебра уменьшилось в 8 раз за 810 суток. Определить период полураспада.

Ответ: Т=270 суток

Пример: Имеется 4г радиоактивного кобальта. Сколько граммов кобальта распадается за 216 суток, если его период полураспада 72 суток?

Дано: mo=4 кг t=216 сут. Т1/2=72 сут. Δm=?	Так как масса вещества прямо пропорциональна числу атомов, то ; ; Откуда
	Ответ: 3,5 г.

Пример: Определить энергетический выход ядерной реакции , если энергия связи у ядер атомов изотопа 28,3 МэВ, у ядер атомов изотопа 7,7 МэВ, у ядер атомов трития 8,5 МэВ и ядер атомов дейтерия 2,2 МэВ.

Дано: Есв =28,3 МэВ. Есв =7,7 МэВ. Есв = 8,5 МэВ. Есв = 2,2 МэВ. ΔЕ=?	ΔЕ= Есв + Есв - Есв - Есв ; ΔЕ=28,3 МэВ+2,2 МэВ-7,7 МэВ-8,5 МэВ=14,3 МэВ.
	Ответ: при данной реакции выделяется 14,3 МэВ энергии.

Пример: Определить энергетический выход ядерной реакции , если удельная энергия связи изотопа лития 5,6 МэВ/нук, а у гелия – 7,075 МэВ/нук.

Дано: есв(Li)=5,6 МэВ/нук. есв(Не)=7,075МэВ/нук. ΔЕ=?	ΔЕ=2есв(Не)·4-есв(Li)·7; ΔЕ=8·7,075-5,6·7=17,4 (МэВ)
	Ответ: 17,4 (МэВ)

Домашнее задание 15

1. Дополнить Дополнить ядерную реакцию

2. Дополнить ядерную реакцию

3. Какую минимальную энергию требуется сообщить ядру атома изотопа кальция , чтобы расщепить его на отдельные, не взаимодействующие между собой нуклоны, если массы покоя Мр=1,00814 а. е. м., Мn =1,00899 а. е. м. и Мя,=39,97542 а. е . м.?

4. Определить энергетический выход ядерной реакции , если энергия связи у ядер атомов изотопа 28,3 МэВ, у ядер атомов изотопа 7,7 МэВ, у ядер атомов трития 8,5 МэВ и ядер атомов дейтерия 2,2 МэВ.

5. Определить энергетический выход ядерной реакции , если удельная энергия связи у ядра атома изотопа лития есв=5,6 МэВ/нук, у гелия есв, =7,075 МэВ/нук

6. Имеется 8г радиоактивного кобальта. Сколько граммов кобальта распадается за 216 суток, если его период полураспада 72 суток?

21. Звездные и дозвездные состояния вещества состояние вещества при сверхвысоких температурах и плотностях

Наряду с исследованиями обычных состояний веществ большой интерес представляет изучение вещества при крайне высоких темпера­турах и плотностях.

Увеличение температуры.

1. При увеличении температуры (предполагая, что плотность остается невысокой) конденсированное состояние вещества (твердое тело, жидкость) сменяется газообразным. Обычные газы - это молекулярные газы. Повышение температуры до нескольких тысяч кельвин приводит к явлению термической диссоциа­ции (разрыву молекул на составляющие ее атомы), и газы становятся атомарными.

2. При температурах ~ 10⁴ К происходит уже ионизация составляющих газ атомов. Ионизованное вещество-плазма - состоит уже только из ионов и электронов (Т~ 10⁶ К).

При температурах ~10⁷ К достигается полная ионизация плазмы: вещество состоит из «голых» ядер и свободных электронов. При дальнейшем повышении температуры начинаются ядерные превращения (~10⁸ К).

3. При температурах свыше 10⁹ К ядра разрушаются; при этом вещество состоит из протонов и электронов (Т~ 10¹¹ К), нейтроны – нестабильные частицы, они распадаются на протоны, электроны и антинейтрино.

4. Наконец, при температурах свыше 10¹³ К возможно широкое пре­вращение элементарных частиц друг в друга. Так, для образования пар нуклон - антинуклон нужны энергии порядка m_Nс², где m_N — масса нуклона. Из соотношения m_Nс² ~ kT и получаем приведенное выше значение температуры.

Увеличение плотности

1. При достаточном сжатии вещества (~10⁸ атм) электронные обо­лочки атомов деформируются и их внутренняя энергия сильно возрас­тает. Электрические поля отдельных атомных ядер все более наклады­ваются друг на друга, вследствие чего электроны атомных оболочек все меньше становятся связанными с определенным атомом, электроны становятся свободными. («металлизация» вещества).

При достаточном сжатии вещества (~10¹² атм) роль взаимодействия электронов его атомов с ядрами становится несущест­венной и вещество можно рассматривать как электронный газ большой плотности (такой газ называют вырожденным).

2. Когда плотность и давление газа достигает порядка 10⁹ кг/м³ и 10¹⁸ атм соответственно, электронный газ становится релятивистским (т. е. средняя энергия электрона становится сравнимой с m_eс²).

3. Дальнейшее повышение плотности приводит к захвату электронов ядрами с одновременным испус­канием нейтрино. В результате такой реакции уменьшается заряд ядра (при неизменной массе), что, вообще говоря, приводит к уменьшению энергии связи ядра. При еще больших плотностях и давлениях ядра, содержащие слишком много нейтронов, станут неустойчивыми и распадутся.

4. При плотности ~10¹⁴ кг/м³ и давлении ~10²⁴ атм нейтроны начинают преобладать по своему числу над электронами, а уже при плотностях ~10¹⁵ кг/м³ начинают преобладать и по создаваемому ими давлению. Здесь начи­нается область плотностей, в которой вещество можно рассматривать в основном как нейтронный ферми-газ (в этом газе, конечно, всегда присутствует также и некоторое количество протонов и электронов, возникающих в результате распада нейтронов). При давлениях ~ 10²⁷ атм нейтронный газ имеет плотность ядерного вещества, т.е. ~10¹⁷ кг/м³. Подобное состояние вещества может осу­ществляться вплоть до температур ~10¹² К.