Вопрос 5: Дефект масс.

Измерения масс ядер показывают, что масса ядра (Мя) всегда меньше суммы масс покоя слагающих его свободных нейтронов и протонов.

При делении ядра: масса ядра всегда меньше суммы масс покоя образовавшихся свободных частиц.

При синтезе ядра: масса образовавшегося ядра всегда меньше суммы масс покоя свободных частиц, его образовавших.

Дефект масс является мерой энергии связи атомного ядра.

Дефект масс равен разности между суммарной массой всех нуклонов ядра в свободном состоянии и массой ядра:

Мя< Z mp + N mn

где Мя – масса ядра ( из справочника)

Z – число протонов в ядре

mp – масса покоя свободного протона (из справочника)

N – число нейтронов в ядре

– масса покоя свободного нейтрона (из справочника)

Уменьшение массы при образовании ядра означает, что при этом уменьшается энергия системы нуклонов.

Вопрос 8: Явление радиоактивности. Единицы измерения активности.

Радиоактивностью называется самопроизвольное превращение неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотопы другого элемента, сопровождающиеся испусканием элементарных частиц или ядер.

По-другому, радиоактивность есть самопроизвольное изменение состава атомного ядра, происходящее за время, существенно большее характерного ядерного времени (10-22 с). Произвольно условились считать, что изменение состава ядра должно происходить не раньше, чем через 10-12 с после его образования. Распады ядер часто происходят значительно быстрее, но такие распады уже не принято относить к радиоактивным. Так, при бомбардировке различных мишеней на ускорителях может возникать огромное многообразие ядер, которые мгновенно распадаются и по этой причине не могут считаться сложившимися атомными ядрами. Время 10-12 с, ничтожно малое с общежитейской точки зрения, в ядерных масштабах должно считаться очень большим. За такое время совершается множество внутриядерных процессов и ядро успевает полностью сформироваться. Радиоактивность, наблюдающаяся у существующих в природных условиях ядер, называют естественной радиоактивностью, а радиоактивность ядер, полученных в результате различных ядерных реакций – искусственной радиоактивностью. Принципиальной разницы между естественной и искусственной радиоактивностью не существует, так свойства того или иного изотопа не зависят от способа его образования, не зависят от этого и законы его радиоактивного распада.

Кюри (Ки) – первая единица радиоактивности, измеряющая активность 1 грамма чистого радия. Введенная с 1910 года и названная в честь французских ученых К. и М. Кюри, она не связана с какой-либо системой измерения и в последнее время утратила свое практическое значение. В России же кюри, несмотря на действующую систему СИ, разрешенная к использованию в области ядерной физики и медицины без срока ограничения.

В СИ используется другая величина – беккерель (Бк), которая определяет распад одного ядра в секунду. Беккерель более удобен в расчетах, чем кюри, поскольку имеет не такие большие значения и позволяет без сложных математических действий по радиоактивности радионуклида определить его количество. Высчитав количество распадов 1 г радона, легко установить соотношение между Ки и Бк: 1 Ки = 3,7*1010 Бк, а также определить активность любого другого радиоактивного элемента.

Вопрос 9: Причины радиоактивного распада ядер.

Причиной радиоактивного распада атомов является не оптимальная структура ядра: превышение числа протонов или нейтронов, асимметрия. Альфа-структура ядер объясняет причины и энергетический баланс всех типов радиоактивного распада.

Вопрос 10: Основной закон радиоактивного распада (дифференциальная форма).

Так как процесс распада самопроизвольный (спонтанный), то на изменение ΔN, числа ядер N из-за распада за промежуток времени Δt, определяется только количеством радиоактивных ядер N в момент t и пропорционально промежутку времени Δt

:

Вопрос 11: Основной закон радиоактивного распада (интегральная форма).

Вопрос 12: Постоянная радиоактивного распада, ее физический смысл.

Величина λ называется постоянной радиоактивного распада, имеет размерность [с-1] и характеризует вероятность распада одного атома в одну секунду.(+тетрадь)

Вопрос 13: Период полураспада, единицы измерения.

Для характеристики радиоактивных элементов вводится также понятие периода полураспада Т. Под периодом полураспада (Т1/2) понимается время, в течение которого распадается половина первоначального числа атомных ядер.(+тетрадь)

Вопрос 14: Альфа – распад.

Альфа-распад есть самопроизвольный процесс испускания ядрами α-частиц. Явление α-распада состоит в том, что ядро самопроизвольно испускает α-частицу и превращается в другое ядро с массовым числом, на 4 единицы меньшим, и с атомным номером, меньшим на 2 единицы:

α – распад был открыт при изучении радиоактивности природных элементов. Всего насчитывается около 40 естественных и более 200 искусственных α- излучателей. Подавляющее большинство последних сосредоточено в области транссвинцовых ядер с Z >> 82. Имеется группа α-излучающих нуклидов в области редкоземельных элементов (А = 140-160), а также небольшая группа в промежутке между редкоземельными и тяжелыми ядрами.

При α-распаде положение вновь образующегося ядра в таблице Менделеева определяется правилом смещения: альфа-распад уменьшает массовое число ядра на 4 единицы, а заряд ядра – на 2 элементарных заряда, т.е. смещает химический элемент на 2 клетки влево в периодической системе Д.И.Менделеева