Процессы распада
Гамма-распад
Типичное время жизни ядра в возбужденном состоянии - 10-10 с. Гамма-лучи - фотоны, испущенные при распаде такого возбужденного состояния.
Энергия гамма-фотонов - 1 MэВ - 1 ГэВ.
(в случае видимого света энергия фотонов - около 1 эВ).
Соответствие энергии h гамма-фотона
разности энергий E между двумя энергетическими уровнями ядра.
Сохранение Z, N и A при эмиссии гамма-лучей.
Единственное изменение в ядре – его переход в более низкое энергетическое состояние.
31
Процессы распада
Гамма-распад
Наиболее типичное явление для ядра - нахождение в возбужденном состоянии после aльфа- или бета- распада.
125 B 126 C* e |
ЭНЕРГИЯ |
126 C* 126 C |
13,4 МэВ
4,4 МэВ
32
Процессы распада
Схемы различных радиактивных распадов
Процессы возврата
Альфа-распад Бета-распад (е-) Бета-распад (е+) Электронный захват Гамма-распад
33
Естественная радиоактивность
Две группы радиоактивных ядер:
(1)нестабильные ядра, обнаруженные в Природе – естественная радиоактивность,
(2)нестабильные ядра, полученные в лабораторных условиях в результате ядерных реакций, – искусственная радиоактивность.
34
Естественная радиоактивность
Четыре радиоактивных серии
|
Исходный |
Период полу- |
Конечный |
|
Серия |
стабильный |
|||
изотоп |
распада в годах |
|||
|
|
|
изотоп |
Уран
Актиний Естест-
Торий
венные
Нептуний
Трансурановый элемент, имеющий атомное число больше, чем у урана.
Tри из указанных серий –
для естественно радиоактивных ядер.
Последовательность
распадов для серии 232Th
35
Естественная радиоактивность
Сoдержание небольшого количества природного радия, смешанного с фосфоресцирующим материалом, в краске на стрелках и цифрах на циферблате старых часов.
Результат радиоактивного распада радия – непрерывное свечение фосфора.
36
Ядерные реакции
Возможность изменения строения ядер в результате их бомбардировки энергетическими частицами.
Ядерные реакции – процессы, при которых изменяется природа ядер мишени.
1930-е годы: создание ускорителей заряженных частиц.
В настоящее время: возможность достигать энергий частиц, равных, по крайней мере, 1000 ГэВ = 1 TэВ.
37
Ядерные реакции
Бомбардирую- |
a X Y b |
Родивщаяся |
|
щая частица |
|
|
частица |
|
Ядро- |
Дочернее |
|
|
мишень |
ядро |
|
Сокращенная запись:
X a, b Y
38
Ядерные реакции
Энергия ядерной реакции Q
Q Ma MX M Y Mb c2
Экзотермические реакции: Q > 0. Эндотермические реакции: Q < 0.
Пороговая энергия – минимальная энергия, необходимая для начала
реакции. Требование к ядерным реакциям –
удовлетворение законов сохранения энергии и импульса.
39
Ядерные реакции
Рассеяние частиц:
одинаковые частицы a и b и одинаковые ядра X и Y,
участвующие в ядерной реакции.
Упругое рассеяние: одинаковость кинетических энергий систем
из частиц a и X до реакции и частиц b и Y после реакции.
Неупругое рассеяние:
различия в величинах кинетической энергии системы до и после реакции, переход ядра мишени в возбужденное состояние в результате реакции.
40