Модели атомного ядра.

1. Капельная модель(первая): в основе модели лежит аналогия между свойствами ядра и капли жидкости.

Общее:

а) силы, действующие между молекулами жидкости, имеют малый радиус действия.

б) ядерные частицы, также как и молекулы жидкости, обладают достаточной подвижностью. Доказательством этого служит установление у p и n значительных моментов импульсов.

в) плотность вещества в жидком состоянии при данной темпер-ре и давлении постоянна и не зависит от числа молекул, а ядро имеет постоянну удельную энергию связи, и плотность, не зависящую от числа нуклонов в ядре.

Отличие: ядро-капля заряжено и подчиняется законам квантовой механики.

Капельная модель хорошо поясняет многие свойства ятомных ядер. С ее помощью установлен критерий устоячивости атомных ядер: Рассмотр ядра с А=const

Z =А/(1,98+0,015А^2/3) → Z = А/2 (N_р ≈ N_n) – для легких ядер.

2. оболочечная модель(аналогия со строением электр оболочки атома) Согласно ОМ нуклоны дв-ся независимо в поле, создав-ом самими нукл-ми. Из ОМ след.:

1.нуклоны в ядре обр-т определенные электронные оболочки и подоболочки. 2.существ 2е сист-мы нуклонных сост-ий: протонная и нейтронная(заполн не завис др от др)3.Ядра имеющие только заполненые нукл-е оболочки обладают повышенной устойчивостью и большей распространненостью. Рассчеты по оболочечной модели показали, что наиболее устойчивыми пол-ми оказались с числом p или n: 2,8,20,28,50,82,126,152 (магические числа). Дважды магические элементы(и n и p):₂⁴He, ₈¹⁶O, ₂₀⁴⁰Ca,₈₂²⁰⁸Pb.

К.8. Радиоактивность. Природа α, β, γ распадов. Закон радиоакт-го распада. Период полураспада. Активность радиоакт-го вещества.

р/акт - испускание ядрами некот-х элем-ов различных частиц сопровождающийся переходом ядра в др. состояние и изменение его параметра.

У достаточно тяжелых элементов(после ₈₂Pb) ядерные силы уже не обеспечивают устойчивости ядра. Такие ядра могут самопроизвольно распадаться, превращаясь в ядра более легких элементов. Это явление наз-ся р/акт распадом. Распад атомных ядер сопровожд-ся испусканием различных видов з/акт излучений и некоторых элементов частиц.

1896г –Анри Беккерель обнаружил, что соли урана испускают невидимые лучи со сле-ми свойствами: 1.способны вызывать люминисценцию

2.проникать сквозь слои непрозрачных веществ.

3.ионизируют газы.

4.обладают фотографич-им действием.

Дальнейшее исследование было проделано Марией и Пьером Кюри, Э.Резерфордом. Ими были установлено, что естественная р/акт свойственна не только урану, но и многим тяжелым элементам: ₈₉Ас, ₉₀Тh_{, 84}²¹⁰Ро, ₈₈Ra.

Все эти элементы были названы р/акт, а испускаемые ими лучи-р/акт-ым излучением. Радиоактивное излучение явл-ся сложным и состоит из трех видов излучения. Анализ его состава был сделан Кюри по отклонению в магн-ом поле.

Характер отклонения лучей в магн-ом поле показывает, что α-лучи несут полож-ый,

β-лучи отриц-ый заряд, γ-лучи не заряжены.

α-лучи – поток ядер гелея (₂⁴Не → Z_α = +2e). пролетая сквозь вещество α-частица ионизирует его атомы действуя на них своим электр-им полем. Израсходовав свою энергию, α-частица останавл-ся, захватывает электрон из вещ-ва и превращается в нейтральный атом гелия.

Пробег(проникающая способность)-путь, проходимый р/акт излучателем в вещ-ве.

Ионизирующая способность - число пар ионов, создаваемых излучением на пробеге.

β-лучи – поток быстрых электронов(υ_β~10⁸м/с). β-частицы обладают меньшей иониз-ей спос-тью, но большим пробегом, чем α-частицы. Энергия β-частиц идет на: ионизацию; возбуждение вторичного рентген-го излучения, источником которого явл-ся оболочка атома.

Γ-лучи – эл/магн волна(λ_γ ~ 10^-12м). источником γ-излучения явл-ся атомное ядро. Энергия идет на: фотоэффект, эффект Комптона; образование электронно-позитронных пар ε_γ ≥ 1,02 МэВ – ядро распадается на отриц-ый электрон и полож-ый.

Вид рентг-го изл-ия	Пробег				Ионизир-ая спос-ть.
	воздух	металл	Биотк.
α(Еα~4-9МэВ)	3-9см	Al: 0,06мм	0,12мм	~3*104п/л на 1 см пробега
β(0,01-5МэВ)	40м	Al:2см	6см	~300
γ(1МэВ)	Сотни метров	Pb:5см	Прониз-т тело	~1-2