α-частица
α -частица – ядро атома гелия
4 He |
Z = 2 |
|
N = 2 |
||
2 |
||
|
A = 4 |
p n n p
Какие силы связывают протоны и нейтроны в атомные ядра?
N-Z диаграммаатомныхядер
Z=const – изотопы
N=const – изотоны
Изотопы Z = const
A=constИзобары A=const– изобары
Стабильные ядра группируются вблизи долины стабильности
Z = |
|
A |
|
1.98 +0,015A2/3 |
Радиоактивное семейство 235235UU
|
Период |
Содержание |
Изотоп |
полураспада, |
в естественной |
|
лет |
смеси, % |
233U |
1,6 105 |
— |
235U |
7 108 |
0,72 |
238U |
4,5 109 |
99,27 |
Распады
dN = −λNdt N(t) = N(0)e−λt
λ — вероятность распада ядра (частицы) в единицу времени.
T1/2 — время, в течение которого число
радиоактивных ядер уменьшается в два раза. τ — среднее время жизни частицы.
T |
= ln 2 |
τ = |
1 |
|
λ |
||||
1/2 |
λ |
|
Пример
Рассчитать время жизни мюона с кинетической энергией T > mc2 (m - масса мюона) в лабораторной системе координат (τ μ ≈ 2 10 −6 c)
______________
Используя релятивистские соотношения для полной энергии Е, кинетической энергии Т и импульса Р
|
|
|
Е2 = с2р2 + m2с4 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
E = mc2 + T |
|
|
|
|
||||||
p = |
|
mv |
|
|
E = |
|
|
|
mc2 |
||||
1−v2 / c2 |
|
|
|
|
|
||||||||
τμ |
|
|
1−v2 / c2 |
||||||||||
Получим |
= |
|
|
|
≈τ |
|
|
T +mc2 |
|||||
|
τ |
lab |
|
|
|
|
μ |
mc2 |
|||||
|
|
|
−v2 / c2 |
|
|||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||