Теоретичні відомості Атомне ядро.

Масове число ядра

,

де Z – зарядове число (число протонів), N – число нейтронів.

Дефект маси ядра

де – дефект маси ядра,– маса протона,– маса нейтрона,– маса ядра,– кількість нейтронів.

Енергія зв’язку ядра

,

де – енергія зв’язку ядра,– швидкість світла.

Для несистемних одиниць

,

де – дефект маси ядра, яка визначається ва.о.м.(атомні одиниці маси), 931 – коефіцієнт пропорційності. На кожну 1 а.о.м. ~ 931 МеВ.

Радіоактивність.

Закон радіоактивного розпаду

–диференційна форма,

–інтегральна форма,

де N – число ядер, що не розпалися до моменту часу t, – число ядер в початковий момент часу,– стала радіоактивного розпаду.

Число ядер, що розпалися за час t:

.

Якщо інтервал часу t, за який знаходиться число ядер, які розпадаються, набагато менший за період піврозпаду , то число ядер, що розпалися можна знайти за формулою

,

.

Середній час життя радіоактивного ядра

.

Число N атомів у радіоактивного ізотопу

,

де m – маса ізотопу, М – молярна маса, N_A – стала Авогадро.

Активність препарату. Доза випромінювання.

Активність А радіоактивного ізотопу

або .

Питома активність ізотопу

.

Доза випромінювання(поглинута доза)

, [D] = Дж/кг = Гр. (Грей),

де – поглинута доза,– енергія, яка поглинута опроміненою речовиною,– маса опроміненої речовини,– густина опроміненої речовини,– об’єм опроміненої речовини.

Несистемна одиниця дози рад: 1 рад = 0,01 Гр.

Потужність дози випромінювання

[D] = Гр/с.,

де – потужність доза,– час.

Експозиційна доза фотонного випромінювання

, [D_e] = Кл/кг.

Несистемна одиниця експозиційної дози рентген: 1 Рентген доза, при який в 1 см³ сухого повітря при нормальних умовах утворюється 2,08·10⁹ пар іонів. 1 Р = 2,58·10^–4 Кл/кг.

Потужність експозиційної дози

, А/кг.

Активність

, 1/с = Бк. (Беккерель).

Радіоактивні розпади.

Альфа-розпадом називається самодовільне ядерне перетворення, при якому заряд ядра зменшується на 2, а масове число – на 4. Він супроводжується випромінюванням альфа-частинки, тобто ядра атому .

Як приклад наведемо розпад , реакція перетворення якого

.

Альфа-розпад спостерігається в атомних ядрах з порядковими номерами Z > 82.

Бета-розпад це процес спонтанного перетворення нестійкого ядра з зарядом Z у ядро ізобар (ядра з однаковими масовими числами А) з зарядом Z±1. Процес -розпаду ядра супроводжується випромінюван-ням лептонів: електрона (-розпад), позитрона (-розпад) і нейтрино, або антинейтрино.

та

Як приклад наведемо розпад , реакція перетворення якого

Гамма-випромінювання або гамма-промені – електро-магнітне випромінювання най-вищої енергії з довжиною хвилі меншою за 1 ангстрем. Утворюється в реакціях за участю атомних ядер і елементарних частинок в процесах розпаду, синтезу, анігіляції, при гальмуванні заряджених частинок великої енергії.

Ядерні реакції.

Ядерна реакція – процес сильної взаємодії частинки ядра з іншим ядром, внаслідок чого відбувається перетворення ядра, або зміна його параметрів. Під ядерною реакцією розуміють будь-яке перетворення ядра, яке відбувається з різних причин.

; ;A – початкове ядро, a – частинка, яка бомбардує ядро, B – продукти реакції (ядро, яке утворюється), b – частинки, які утворилися.

При ядерних реакціях виконуються:

1. закон збереження заряду: ;

2. закон збереження масового числа (числа нуклонів): ;

3. закон збереження повної енергії: ;

4. закон збереження імпульсу: .

При ядерній реакції енергія може виділятися або поглинатися.

,

де – енергія частинки,– енергія спокою частинки,– кінетична енергія частинки.