Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ЯФ / Учебные пособия / Ким Д.Б., Левит Д.И. Физика атомного ядра и элементарных частиц.pdf
Скачиваний:
310
Добавлен:
27.03.2016
Размер:
2.66 Mб
Скачать

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1 Таблица изотопов вблизи долиныстабильности

Таблица содержит сведения о 217 нуклидах (118 стабильных и 99 радиоактивных). Приведено по крайней мере по одному изотопу каждого элемента. В их числе указывается и наиболее распространенный стабильный изотоп. Указаны следующие характеристики: порядковый номер элемента Z (число протонов), массовое число А (число нуклонов), спин и четность основного состояния Jp,

дефект (избыток) масс , распространенность в естественной смеси изотопов (для стабильных нуклидов) и тип распада (для радиоактивных нуклидов). Для последней категории ядер в крайнем пра-

вом столбце дан период полураспада T12 .

Типы радиоактивного распада обозначаются следующим образом:

β− β-распад,

e захват электрона или β+ -распад, α − испускание α -частиц,

f спонтанное деление,

2βдвойной β-распад (ββ).

Если указано более одного способа распада, то они приведены в порядке убывания их вероятности (доминирующий распад указан первым). Распады с относительной вероятностью менее 1 % не приводятся.

 

 

 

 

J p

Дефект

Распростра-

T1

 

Z

Элемент

Символ

А

масс

ненность, %

2

 

 

 

 

 

, МэВ

или тип распада

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

 

0

Нейтрон

п

1

1/2+

8,071

β

10,24 мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Водород

Н

1

1/2+

7,289

99,985

 

 

 

Дейтерий

D

2

1+

13,136

0,015

 

 

 

Тритий

Т

3

1/2+

14,950

β

12,32 года

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Гелий

Не

3

1/2+

14,931

0,000137

 

 

 

 

 

4

1/2+

2,425

99,999863

 

 

133

 

 

 

 

J p

Дефект

Распростра-

T1

 

Z

Элемент

Символ

А

масс

ненность, %

2

 

 

 

 

 

, МэВ

или тип распада

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

 

3

Литий

Li

6

1+

14,087

7,59

 

 

 

 

 

7

3/2-

14,908

92,41

 

 

4

Бериллий

Be

7

3/2-

15,770

e

53,22 сут

 

 

 

8

0+

4,942

α

0,7∙10-6с

 

 

 

9

3/2-

11,348

100

 

 

5

Бор

В

10

3+

12,051

19,8

 

 

 

 

 

11

3/2-

8,668

80,2

 

 

 

 

 

12

1 +

13,369

β

20,20 мс

6

Углерод

С

11

3/2-

10,650

е

20,334 мин

 

 

 

12

0+

0

98,89

 

 

 

 

 

13

1/2-

3,125

1,11

 

 

 

 

 

14

0+

3,020

β

5700 лет

 

 

 

16

0+

13,694

β

0,747с

7

Азот

N

13

1/2-

5,345

е

9,965мин

 

 

 

14

1 +

2,863

99,634

 

 

 

 

 

15

1/2-

0,101

0,366

 

 

 

 

 

16

2-

5,684

β

7,13с

8

Кислород

О

15

1/2-

2,856

е

122,24с

 

 

 

16

0+

-4,737

99,762

 

 

 

 

 

17

5/2+

-0,809

0,038

 

 

 

 

 

18

0+

-0,781

0,200

 

 

9

Фтор

F

19

1/2+

-1,487

100

 

 

10

Неон

Ne

20

0+

-7,042

90,48

 

 

 

 

 

21

3/2+

-5,732

0,27

 

 

 

 

 

22

0+

-8,025

9,25

 

 

11

Натрий

Na

22

3+

-5,182

е

2,6017лет

 

 

 

23

3/2+

-9,530

100

 

 

12

Магний

Mg

23

3/2+

-5,474

е

11,317с

 

 

 

24

0+

-13,934

78,99

 

 

 

 

 

25

5/2+

-13,193

10,00

 

 

 

 

 

26

0+

-16,215

11,01

 

 

13

Алюминий

Al

26

5+

-12,210

е

7,17∙105лет

 

 

 

27

5/2+

-17,197

100

 

 

14

Кремний

Si

28

0+

-21,493

92,23

 

 

 

 

 

29

1/2+

-21,895

4,683

 

 

 

 

 

30

0+

-24,433

3,087

 

 

 

 

 

31

3/2+

-22,949

β

157,3 мин

15

Фосфор

P

31

1/2+

-24,441

100

 

 

 

 

 

32

1 +

-24,305

β

14,262сут

16

Сера

S

32

0+

-26,016

95,02

 

 

134

 

 

 

 

J p

Дефект

Распростра-

T1

 

Z

Элемент

Символ

А

масс

ненность, %

2

 

 

 

 

 

, МэВ

или тип распада

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

 

 

 

 

33

3/2+

-26,586

0,75

 

 

 

 

 

34

0+

-29,932

4,21

 

 

 

 

 

35

3/2+

-28,846

β

87,51 сут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

Хлор

CI

35

3/2+

-29,014

75,77

 

 

 

 

 

36

2+

-29,522

β

3,01∙105 лет

 

 

 

37

3/2+

-31,761

24,23

 

 

18

Аргон

Ar

36

0+

-30,232

0,3365

 

 

 

 

 

38

0+

-34,715

0,0632

 

 

 

 

 

40

0+

-35,040

99,6003

 

 

19

Калий

К

39

3/2+

-33,807

93,2581

 

 

 

 

 

40

4-

-33,535

0,0117,/?, е

1,248∙109 лет

 

 

 

41

3/2+

-35,559

6,7302

 

 

20

Кальций

Ca

40

0+

-34,846

96,94

 

 

 

 

 

41

7/2-

-35,138

е

1,02∙105 лет

 

 

 

44

0+

-41,468

2,09

 

 

21

Скандий

Sc

45

7/2-

-41,068

100

 

 

22

Титан

Ti

48

0+

-48,488

73,72

 

 

23

Ванадий

V

51

7/2-

-52,201

99,750

 

 

24

Хром

Сг

52

0+

-55,417

83,789

 

 

 

 

 

53

3/2-

-55,285

9,501

 

 

25

Марганец

Мп

55

5/2-

-57,711

100

 

 

26

Железо

Fe

56

0+

-60,605

91,754

 

 

 

 

 

57

1/2-

-60,180

2,119

 

 

27

Кобальт

Со

56

4+

-56,039

е

77,233 сут

 

 

 

59

7/2-

-62,228

100

 

 

 

 

 

60

5+

-61,649

β

1 925,28 сут

28

Никель

Ni

56

0+

-53,900

е

6,075 сут

 

 

 

58

0+

-60,228

68,077

 

 

 

 

 

60

0+

-64,472

26,223

 

 

29

Медь

Си

63

3/2-

-65,579

69,17

 

 

 

 

 

65

3/2-

-67,264

30,83

 

 

30

Цинк

Zn

64

0+

-66,004

48,63

 

 

 

 

 

66

0+

-68,899

27,90

 

 

 

 

 

68

0+

-70,007

18,75

 

 

31

Галлий

Ga

69

3/2-

-69,328

60,108

 

 

32

Германий

Ge

70

0+

-70,563

20,37

 

 

 

 

 

72

0+

-72,586

27,31

 

 

 

 

 

74

0+

-73,422

36,73

 

 

33

Мышьяк

As

75

3/2-

-73,032

100

 

 

34

Селен

Se

78

0+

-77,026

23,77

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

135

 

 

 

 

J p

Дефект

Распростра-

T1

 

Z

Элемент

Символ

А

масс

ненность, %

2

 

 

 

 

 

, МэВ

или тип распада

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

 

 

 

 

80

0+

-77,760

49,61

 

 

35

Бром

Br

79

3/2-

-76,068

50,69

 

 

 

 

 

81

3/2-

-77,975

49,31

 

 

36

Криптон

Kr

84

0+

-82,431

57,00

 

 

37

Рубидий

Rb

85

5/2-

-82,167

72,17

 

 

38

Стронций

Sr

88

0+

-87,922

82,58

 

 

 

 

 

90

0+

-85,942

β

28,90 лет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

95

1/2+

-75,117

β

23,90 с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39

Иттрий

Y

89

1/2-

-87,702

100

 

 

40

Цирконий

Zr

90

0+

-88,767

51,45

 

 

41

Ниобий

Nb

93

9/2+

-87,208

100

 

 

42

Молибден

Mo

98

0+

-88,112

24,13

 

 

43

Технеций

Tc

98

(6)+

-86,428

β

4,2∙106 лет

44

Рутений

Ru

102

0+

-89,098

31,55

 

 

45

Родий

Rh

103

1/2-

-88,022

100

 

 

 

 

 

104

1 +

-86,950

β

42,3 с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46

Палладий

Pd

106

0+

-89,902

27,33

 

 

47

Серебро

Ag

107

1/2-

-88,402

51,839

 

 

 

 

 

108

1+

-87,602

β, е

2,37 мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

109

1/2-

-88,723

48,161

 

 

 

 

 

110

1 +

-87,461

β

24,6 с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

Кадмий

Cd

114

0 +

-90,021

28,73

 

 

49

Индий

In

114

1 +

-88,572

β

71,9 с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

115

9/2+

-89,537

95,71,/3

4,41∙1014 лет

50

Олово

Sn

114

0+

-90,561

0,66

 

 

 

 

 

119

1/2+

-90,068

8,59

 

 

 

 

 

120

0+

-91,105

32,58

 

 

51

Сурьма

Sb

121

5/2+

-89,595

57,21

 

 

 

 

 

123

7/2+

-89.224

42,79

 

 

52

Теллур

Те

130

0+

-87,351

34,08, 2/3

>5∙1023лет

53

Йод

I

127

5/2+

-88,983

100

 

 

 

 

 

13!

7/2+

-87,444

β

8,0207 сут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54

Ксенон

Xe

132

0+

-89,281

26,909

 

 

 

 

 

136

0+

-86,425

8,857, 2/9

> 2,4·1021 лет

 

 

 

139

3/2-

-75,64

β

39,68 с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55

Цезий

Cs

133

7/2+

-88,071

100

 

 

 

 

 

137

7/2+

-86,546

β

30,03 лет

136

 

 

 

 

J p

Дефект

Распростра-

T1

 

Z

Элемент

Символ

А

масс

ненность, %

2

 

 

 

 

 

, МэВ

или тип распада

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

 

56

Барий

Ba

138

0+

-88,262

71,698

 

 

57

Лантан

La

139

7/2+

-87,231

99,910

 

 

58

Церий

Ce

140

0+

-88,083

88,450

 

 

59

Празеодим

Pr

141

5/2+

-86,021

100

 

 

60

Неодим

Nd

142

0+

-85,955

27,2

 

 

 

 

 

144

0+

-83,753

23,8, α

2,29∙1015 лет

61

Прометий

Pm

145

5/2+

-81,274

е

17,7 лет

62

Самарий

Sm

152

0+

-74,769

26,75

 

 

63

Европий

Eu

151

5/2+

-74,659

47,81

 

 

 

 

 

153

5/2+

-73,373

52,19

 

 

64

Гадолиний

Gd

158

0+

-70,697

24,84

 

 

65

Тербий

Tb

159

3/2+

-69,539

100

 

 

66

Диспрозий

Dy

164

0+

-65,973

28,18

 

 

67

Гольмий

Ho

165

7/2-

-64,905

100

 

 

68

Эрбий

Er

166

0+

-64,932

33,503

 

 

69

Тулий

Tm

169

1/2+

-61,280

100

 

 

70

Иттербий

Yb

174

0+

-56,950

31,83

 

 

71

Лютеций

Lu

175

7/2+

-55,171

97,41

 

 

 

 

 

176

7-

-53,387

2,59, β

3,76∙1010 лет

72

Гафний

Hf

180

0+

-49,788

35,08

 

 

73

Тантал

Та

181

7/2+

-48,442

99,988

 

 

74

Вольфрам

W

184

0+

-45,707

30,64, α

>2,9∙10|9 лет

75

Рений

Re

185

5/2+

-43,822

37,40

 

 

 

 

 

187

5/2+

-41,216

62,60, β

4,12∙1010 лет

76

Осмий

Os

191

9/2-

-36,394

β

15,4 сут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

192

. 0+

-35,881

40,93

 

 

77

Иридий

Ir

191

3/2+

-36,706

37,3

 

 

 

 

 

193

3/2+

-34,534

62,7

 

 

78

Платина

Pt

195

1/2-

-32,797

33,832

 

 

79

Золото

Au

197

3/2+

-31,141

100

 

 

80

Ртуть

Hg

198

0+

-30,954

9,97

 

 

 

 

 

202

0+

-27,346

29,86

 

 

81

Таллий

Tl

203

1/2+

-25,761

29,524

 

 

 

 

 

205

1/2+

-23,821

70,476

 

 

 

 

 

206

0-

-22,253

β

4,200 мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

208

5(+)

-16,750

β

3,053 мин

82

Свинец

Pb

206

0+

-23,785

24,1

 

 

 

 

 

207

1/2-

-22,452

22,1

 

 

 

 

 

208

0+

-21,749

52,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

137

 

 

 

 

J p

Дефект

Распростра-

T1

 

Z

Элемент

Символ

А

масс

ненность, %

2

 

 

 

 

 

, МэВ

или тип распада

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

 

7

8

 

 

 

 

209

9/2+

-17,614

 

β

3,253 ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

210

0+

-14,728

 

β

22,20 лет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

211

9/2+

-10,491

 

β

36,1 мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

212

0+

-7,547

 

β

10,64 ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

214

0+

-0,181

 

β

26,8 мин

 

 

 

 

 

 

 

 

83

Висмут

Bi

209

9/2-

-18,258

100, α

1,9∙1019 лет

 

 

 

210

1-

-14,792

 

β

5,012 сут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

211

9/2-

-11,858

α

2,14 мин

84

Полоний

Po

210

0+

-15,953

α

138,376 сут

 

 

 

211

9/2+

-12,432

α

0,516 с

 

 

 

214

0+

-4,470

α

164,3 мкс

85

Астат

At

218

 

8,10

α

1,5 с

86

Радон

Rn

222

0+

16,374

α

3,8235 сут

87

Франций

Fr

223

3/2(-)

18,384

 

β

22,00 мин

 

 

 

 

 

 

 

 

88

Радий

Ra

226

0+

23,669

α

1600 лет

89

Актиний

Ac

227

3/2-

25,851

β, α

21,772 лет

 

 

 

 

 

 

 

 

90

Торий

Th

228

0+

26,772

α

1,9116 лет

 

 

 

232

0+

35,448

100, α

1,405∙1010 лет

91

Протактиний

Pa

231

3/2-

33,426

α

3,276-104 лет

92

Уран

U

232

0+

34,611

α

68,9 лет

 

 

 

233

5/2+

36,920

α

1,592∙105 лет

 

 

 

235

7/2-

40,921

0,7204, α

7,04∙108лет

 

 

 

236

0+

42,446

α

2,342∙107 лет

 

 

 

238

0+

47,309

99,2742, α

4,468∙109 лет

 

 

 

239

5/2+

50,574

 

β

23,45 мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

93

Нептуний

Np

239

5/2+

49,312

 

β

2,356 сут

 

 

 

 

 

 

 

 

94

Плутоний

Pu

236

0+

42,903

α

2,858 года

 

 

 

239

1/2+

48,590

α

2,4110∙104 лет

95

Америций

Am

243

5/2-

57,176

α

7 370 лет

96

Кюрий

Cm

245

7/2+

61,005

α

8 500 лет

97

Берклий

Bk

247

(3/2-)

65,491

α

1 380 лет

98

Калифорний

СГ

249

9/2-

69,726

α

351 год

99

Эйнштейний

Es

254

(7+)

81,992

α

275,7 сут

100

Фермий

Fm

253

(1/2)+

79,350

е,

α

3,00 сут

101

Менделевий

Md

255

(7/2-)

84,843

е,

α

27 мин

138

 

 

 

 

J p

Дефект

Распростра-

T1

 

Z

Элемент

Символ

А

масс

ненность, %

2

 

 

 

 

 

, МэВ

или тип распада

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

 

102

Нобелий

No

255

(1/2+)

86,85

α , е

3,1 мин

103

Лоуренсий

Lr

257

 

92,7

α

0,646 с

104

Резерфордий

Rf

261

 

101,32

α , е, f

65 с

105

Дубний

Db

262

 

106,3

α , f

35 с

106

Сиборгий

Sg

263

 

110,2

α , f

1,0 с

107

Борий

Bh

265

 

116,6

α

0,9 с

108

Хассий

Hs

264

0+

119,6

α , f

0,8 мс

109

Мейтнерий

Mt

267

 

127,9

α ?

10 мc

110

Дармштадтий

Ds

271

 

136,1

α

1,63 мс

111

Рентгений

Rg

273

 

143,2

α ?

5 мс

112

 

 

277

 

152,7

α

0,69 мс

113

 

 

285

 

166,5

α ?, f?

2 мин

114

 

 

288?

 

173,0

α

0,8 с

115

 

 

291

 

181,1

α ?, f?

1 мин

116

 

 

290

0+

185,0

α

15 мс

117

 

 

291

 

192,4

α ?, f?.

10 мc

 

 

 

292

 

193,3

α ?, f?

50 мс

118

 

 

294?

0+

 

α , f?

1,8 мс

139

≈ π

Приложение 2 Физические константы и единицы (приближенныезначения)

с – скорость света в вакууме

3,00 ·108 м · с-1

G – гравитационная постоянная

6,67 · 10-11м3 · кг-1 · с-2

NA – числоАвогадро

6,03 · 1023моль-1.

k – постоянная Больцмана

1,38 · 1023 Дж · К-1 = 8,62 – 10-11МэВ·К-1

е величина заряда электрона

1,60 · 10-19 Кл = 4,80 · 10 -10 ед. СГСЭ

h – постоянная Планка

6,63 · 10-34 Дж· с=4,14· 10-21 МэВ· с

= h

2π

 

1,05 · 10-34 Дж· с=6,58· 10-22 МэВ· с

 

 

 

 

 

 

 

c переходная константа

3,16 ·10-26 Дж · м = 197МэВ · Фм

α

e

= e2/(hc) – постоянная тонкой структуры

1/137

 

 

 

 

 

 

 

те – масса электрона

9,11 · 10-31кг = 0,511МэВ · с-2

r0 = е2/(тес2) – классический радиус электрона

2,82 · 10 -13см

R – постоянная Ридберга

1,0974 · 10 5 см-1

Ry = hcR – Ридберг

2,18 10-11эрг = 13,60 эВ.

тр масса протона

1,6726 · 10-27кг =938,27МэВ· с-2

тп масса нейтрона

1,6749 · 10-27кг= 939,57МэВ · с-2

тпр

 

 

1,29МэВ · с-2

µB

= e / (2mec) магнетон Бора

9,27 · 10-24Дж-Тл-1 = 5,79 ·

10-15МэВ · Гс-1

µN

= e / (2mpc) ядерный магнетон

5,05 · 10-27Дж-Тл-1 = 3,15 ·

10-18МэВ · Гс-1

mpl

 

1

 

2,18 · 10-8 кг= 1,22 · 1019ГэВ· с-2

=( c / G)

2 масса Планка

 

rpl

=(G / c3 )12 планковская длина (квант рас-

1,6 · 10-33см

стояния)

 

 

tpl

=(G /c5 )12 планковское время (квант време-

5,4 10-44 с

ни)

 

 

 

 

МC масса Солнца

2· 1030 кг.

Н – постоянная Хаббла

73км· с-1 · мегапарсек-1

t0 возраст Вселенной

14 · 109лет

 

 

Три – температура реликтового (фонового) излу-

2,7 К

чения

 

 

 

Энергия: 1эВ = 1,60 · 10-12эрг = 1,60 · 10-19Дж 1эВ =10-3кэВ = 10-6 МэВ = 10-9ГэВ = 10-12ТэВ

Длина: 1Фм (ферми) = 10 -3см; 1пк(парсек)=3,09· 1016 м; 1световой год= 9,46 · 1015м

Масса: 1а.е.м. (атомная единица массы) = 931,5МэВ/с2 = 1,66 · 10-27кг Эффективное сечение и электрический квадрупольный момент:

1б (барн) = 10-24см2 = 100Фм2 Активность: 1Бк (беккерель)=

140