13. Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц

13.1. Элементы физики атомного ядра

• Массовое число ядра (число нуклонов в ядре)

,

где – зарядовое число (число протонов); – число нейтронов.

• Обозначение ядра .

• Изотопы – ядра с одинаковыми , но разными или .

• Радиус ядра с массовым числом

.

• Дефект массы ядра ,

где , и - соответственно массы протона, нейтрона и ядра.

Если взять не массу ядра , а массу атома (изотопа) и вместо массы протона массу атома водорода , то

.

• Энергия связи и удельная энергия связи

, .

Если массы измерять в а.е.м. то , т.к. (-скорость света в вакууме).

• Закон радиоактивного распада

или ,

где - число ядер, распадающихся за время ; - число ядер, не распавшихся к моменту времени ; - число ядер в начальный момент времени ; – постоянная радиоактивного распада.

• Период полураспада (время, за которое число ядер уменьшается вдвое)

.

• Среднее время жизни радиоактивного ядра

.

• Активность радиоактивного изотопа

или .

• Правила смещения для – распада

.

• Правила смещения для β ^– – распада

,

где - антинейтрино.

• Правила смещения для β ⁺ – распада

,

где - нейтрино.

• Правила смещения для -захвата (электрона)

.

• Энергетический эффект ядерной реакции (в МэВ)

,

где сумма масс (в а.е.м.) исходных реагентов, сумма масс (в а.е.м.) продуктов реакции.

• Основные дозиметрические величины

1. Поглощенная доза излучения , где -поглощённая энергия, -масса облучаемого тела;

2. Экспозиционная доза (1р = 2,58∙10^-4 Кл/кг), где - сумма зарядов, возникающих при ионизации сухого воздуха, - масса облучаемого воздуха;

3. Биологический эквивалент рентгена (1 бэр = 10^-9 Дж/кг);

4. Мощность дозы излучения или , где – длительность облучения.

13.2. Элементарные частицы Классификация элементарных частиц

Группа	Название частицы	Символ		Заряд, ед.	Спин, ед.		Лептонное число	Барионное число	Странность	Кварковый состав
		Частицы	античастицы
	Фотон			0	1		0	0	0	-
Лептоны	Электрон			1			+1	0	0	-
	Электронное нейтрино			0			+1	0	0	-
	Мюон			1			+1	0	0	-
	Мюонное нейтрино			0			+1	0	0	-
Мезоны	Пионы			0	0		0	0	0
				1	0		0	0	0
	Каоны			0	0		0	0	+1
				1	0		0	0	+1
	Эта-мезон			1	0		0	0	0
Барионы	Протон			1		0		+1	0
	Нейтрон			0		0		+1	0
	Гипероны: лямбда			0		0		+1	-1

Барионы	сигма			0		0	+1	-1
				1		0	+1	-1
				1		0	+1	-1
	кси			0		0	+1	-2
				1		0	+1	-2
	омега			1		0	+1	-3