38.Радиоактивность. Виды радиоактивного распада. Закон радиоактивного распада. Активность радиоактивного вещества

Радиоактивность - процесс самопроизвольного превращения атомных ядер, сопровождающийся испусканием элементарных частиц или ядер.

Р. бывает естественной и искусственной.

Естественная радиоактивность – радиоактивность ядер, существующих в естеств. условиях

Искусственная р. – радиоактивность изотопов, полученных искусственным путем.

Основной закон радиоактивного распада

N=N₀e^-λt ; λ – постоянная распада, N₀ – количество не распавшихся ядер в начальный момент времени

среднее время τ жизни ядра – время, в течении которого количество радиоактивных ядер уменьшится в е раз

τ=1/ λ

Период полураспада Т – время, в течении которого распадается половина первоначального количества радиоактивных ядер. Не может быть изменен при помощи каких-либо внешних воздействий. Независимость периода полураспада от внешних воздействий положено в основу самого точного прибора для измерения промежутков времени – атомных часов.

N=N₀e^-t/T

Активность А радиоактивного распада– СКФ, характеризующая скорость радиоактивного распада ядер и равная отношению числа распадов – dN ядер в радиоактивном веществе за время dt к этому промежутку времени А=-dN/dt= λN=A₀*e^-λt

A=[1Бк] (беккерель) или Внесист. ед 1Ки=3,7*10¹⁰Бк

По виду испускаемых частиц выделяют следующие типы:

1)спонтанное деление тяжелых ядер

2)одно- и двупротонная радиоактивность – испускание одного или двух протонов

3) α – распад – испускание ядер гелия

характерен для тяжелых ядер, число протон и нейтронов (Z, N≥84)

схема альфа-распада (правило Фаянса)

^A_ZХ→^A-4_Z-2Y+⁴₂He

энергетический спектр альфа-частиц, испускаемых данным веществом, является дискретным.

4. β-распад

является проявлением слабого взаимодействия. Характерен для всех ядер. Энергетический спектр является непрерывным

различают три вида β-распада

а) β^—распад – испускание ядром е (правило Содди)

^A_ZХ⁰→^A_Z+1Y⁰+⁰_-1е¹+⁰₀ν_е^-1

Получающееся при этом дочернее ядро смещается на одну клетку к концу периодической системе элементов

б) β⁺-распад – испускание ядром позитрона

^A_ZХ⁰→^A_Z-1Y⁰+⁰₁е^-1+⁰₀ν_е⁺¹

в)электронный захват (к-захват) – захват ядром е из электронной оболочки с испусканием электронного нейтрино.

^A_ZХ⁰+⁰_-1е⁺¹→^A_Z-1Y⁰+¹₀ν⁺¹

5) γ - радиоактивность – жесткое ЭМ излучение. Возникает в процессе перехода дочернего ядра из возбужденного состояние в основное. Спектр является линейчатым. Не является самостоятельным видом радиоактивности, оно сопровождает другие виды радиоактивности.

39. Элементарные частицы и античастицы. Их классификация. Понятие о кварковой структуре адронов.

В наше время различают более 20 характеристик элементарных частиц, кот. можно положить в основу из классификации.

Одним из критериев считается – масса. В зависимости от массы покоя частицы делятся на:

1.Фотоны. 2. лептоны (легкий). 3. мезоны(средний) 4. барионы (тяжелый)

у всех элементарных частиц существует античастицы, отлич. от частиц знаком одной из своих характеристик (заряда, спина, магнитного момента) частицы обозначаются знаком ~ (тильда)

При столкновении частицы происходит «взаимоуничтожение» и рождение γ-квантов.

Всем лептонам приписывается новое квантовое число – лептонное число (лептонный заряд) L

Для лептонов L=+1, для антилептонов L=-1, для всех остальных частиц L=0.

Лептоны участвуют только в ЭМ и слабом воздействиях

Всем барионам приписывается новое квантовое число – барионное число (барионный заряд) В

Для барионов В=+1, для антибарионов В=-1, для всех остальных частиц В=0.

Барионы участвуют в ЭМ, сильном и слабом воздействиях

Мезоны и барионы участвуют в сильных в сильном воздействии. Эти частицы называют адронами.

при любых вращениях атомных ядер выполняются законы сохранения: импульса, момента импульса, энергии, зарядового, массового, лептонного и барионного числа

По современным представлениям андроны состоят из кварков и антикварков. Их особенностью является дробность электронного заряда. Кварки находятся лишь в связанном состоянии.

Кварки и их ароматы: верхний (u), нижний (d), странный (s), очаровательный (c), прекрасный (b), истинный (t)