- •Практикум з ядерної фізики
- •Закони радіоактивного розпаду
- •Типи радіоактивного розпаду ядер
- •Одиниці величин у дозиметрії
- •Методи реєстрації радіоактивного випромінювання
- •Іонізаційні методи
- •Фотографічний метод
- •Люмінесцентні методи
- •Вивчення роботи газорозрядного лічильника Газорозрядні лічильники
- •Зняття лічильної характеристики самогасного лічильника
- •Порядок виконання роботи
- •Вивчення роботи сцинтиляційного лічильника гамма-випрoмінювання
- •Прилади й устаткування
- •Порядок виконання роботи
- •Взаємодія випромінювання з речовиною
- •Фотоефект
- •Ефект Комптона
- •Ефект утворення пар
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення мертвого часу газорозрядного лічильника
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення ефективності газорозрядного лічильника під час реєстрації -квантів
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення активності -джерела
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення активності -джерела абсолютним методом
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення верхньої межі -спектра
- •Особливості -спектра
- •Взаємодія -частинок з речовиною
- •Визначення верхньої межі -спектра за методом поглинання
- •Порядок виконання роботи
- •Вивчення роботи сцинтиляційного гамма-спектрометра
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення потужності дози іонізуючого випромінювання
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення енергiї -чаcтинки за її пробiгОм
- •Iонiзацiйне гальмування
- •Методи визначення енергiї альфа-чаcтинок
- •Порядок виконання роботи
- •Вивчення роботи дозиметричних та радіометричних приладів
- •Прилади й устаткування
- •Порядок виконання роботи
- •Вивчення кутового розподілу інтенсивності космічного випромінювання
- •Прилади й устаткування
- •Порядок виконання роботи
- •Список літератури
- •Схеми розпаду ядер радіоактивних ізотопів, що використовуються у практикумі з ядерної фізики
- •Практикум з ядерної фізики
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Львівський національний університет імені Івана Франка
Практикум з ядерної фізики
для студентів фізичного факультету
Рекомендувала до друку
Вчена рада фізичного факультету
Протокол №__ від __.__.2012р.
Львів ЛНУ 2012
Практикум з ядерної фізики / В.Б.Капустяник, Б.Я.Кулик, М.В.Партика. Львів: Видав. центр фізичного ф-ту Львів. ун-ту, 2012. 88 с.
Викладено методики виконання тринадцяти лабораторних робіт загального практикуму з курсу ядерної фізики для студентів фізичного факультету Львівського національного університету імені Івана Франка. Розглядаються основні поняття та закономірності, знання яких потрібні для виконання лабораторних завдань. Роботи знайомлять з особливостями радіоактивного розпаду ядер, взаємодії альфа-, бета- та гамма-випромінювання з речовиною та методами реєстрації ядерного випромінювання. При підготовці практикуму використаний досвід попередніх видань такого типу. Водночас у ньому враховано, що усі лабораторні роботи виконуються на цілковито оновленому, сучасному обладнанні, розгорнутому в рамках створення нової лабораторії ядерної фізики фізичного факультету. Особливістю практикуму є широке використання комп’ютерів як в процесі отримання експериментальних даних, так і їхнього опрацювання. Низка лабораторних робіт вперше впроваджена в навчальний процес студентів-фізиків.
Рецензент: професор, д-р фіз.-мат. наук А.В.Франів
Редактор Р.С.Брезвін
Львівський національний університет імені Івана Франка, 2012
ВСТУП
Ядерна фізика вивчає властивості і структуру атомних ядер.
Основне її завдання з’ясувати природу ядерних сил, що діють між нуклонами – складовими частинками ядер, і особливості руху нуклонів у ядрі. Теоретичною основою ядерної фізики є квантова теорія, а в основі експериментальної бази лежать сучасні методи досліджень, які ґрунтуються на застосуванні різноманітних реєструючих пристроїв, у тому числі газорозрядних лічильників, камери Вільсона, іонізаційної і дифузійної камер.
Згідно з уявленнями нейтронно-протонної моделі (В.Гейзенберг, Д.Д.Іваненко, 1932 ), ядра всіх атомів хімічних елементів складаються з протонів і нейтронів. Протон (р) – це ядро атома водню з зарядом Qp=+e=1,602189210-19 Kл і масою mp=1836,15152 me, де me=9,108510-31 кг – маса електрона. Заряд нейтрона Qn=0, а маса mn = 1838,6562 me. Кількість нуклонів в ядрі A називається масовим числом ядра:
A = Z + N , (1)
де Z – кількість протонів, N – кількість нейтронів у ядрі. Число Z визначає загальний заряд ядра, що дорівнює Zе, і порядковий номер хімічного елемента, і називається атомним номером ядра.
Для позначення ядер прийнята символіка , де X – символ хімічного елемента. Ядра з однаковим Z, але різними A, називаються ізотопами. Ядра, у яких Z і A однакові, але різні періоди піврозпаду, називаються ядерними ізомерами.
Маса ядра завжди дещо менша від сумарної маси нуклонів, з яких воно складається:
M = Zmp+(A–Z)mn–M. (2)
Зменшення маси ядра на величину M – дефект мас – пояснюється виділенням енергії при об’єднанні нуклонів в ядро. Величина енергії, якій відповідає ця зміна маси, дорівнює
E = Mc2 (3)
і називається енергією зв’язку ядра. Вона дорівнює тій енергії, яку необхідно затратити для розщеплення ядра атома на складові нейтрони і протони.