скачать Физика атомного ядра.

1. Методы регистрации заряженных частиц (ионизация и возбуждение атомов среды → вспыш­ка света, электрический ток, потемнение фотопластинки = регистрация, отличие частиц, W)

Приборы, позволяющие регистрировать прохождение частицы через определённый участок прост­ранства (W): сцинтилляционный счётчик (вспышки света при попадании быстрых частиц на флюоресцирующий экран), черенковский счётчик (при дви­жении релятивистской заряженной частицы со скоро­стью, превышающей скорость света в данной среде возни­кает электромагнитное излучение), импульсная иониза­ционная камера (ионизация газоразрядного промежутка конденсатора), полупроводниковый счётчик (диод), газоразрядный счётчик (100% q, 5% γ). Счётчик Гейгера – Мюллера: аргон + спирт P = 0,1 атм, катод – цилиндр, анод – нить, U = 800 – 1000 В q → электронно – ионная лавина = импульс тока. (нет W_q, t = 10^-3 – 10^-7c)

Приборы, позволяющие наблюдать следы (треки) частиц в веществе: камера Вильсона, диффузионная камера, пузырьковая камера, ядер­ные фотоэмульсии,искровые камеры (1957 г.) Камера Вильсона (1912 г.): нейтральный газ (гелий, аргон) + пары воды или спирта. При адиабатном расширении → пересыще­ние пара → туман. (длительная очистка, удаление ионов по­лем ).1927 г. Д. В. Скобельцин – магнитное поле – 1932 г. – (амер) К.Д. Андер­сон – позитрон. Диффузионная камера (1936 г.) пересыщение диффузией паров спирта (крышка + 10⁰С –дно –60⁰С твёрдая углекислота, непрерывно, до 4 МПа). Пузырьковая камера (1952 г.): амер. Д. Глезер, перегретая жидкость (водород, пропан, ксенон) → V↑↑ - t⁰↑ - частица – резкое вскипание – трек – длинные цепи рождения и распадов частиц высоких энергий. Ядерные фотоэмульсии (1927 г.): Л. В. Мысовский, ионизация → скрытое изо­бражение – проявление – цепочка зёрен металлического серебра, 0,05 см фото = 1 м камера Вильсона.

2. Радиоактивность, радиоактивный распад.

1896 г. (фр) А. Беккерель ₉₂U и соединения самопроизвольно ис­пускают лучи – ионизация воздуха, проникающая способность, почер­нение фотоэмульсии, флюоресценция. П и М. Кюри – подробные ис­следования (неоднородно?). 1898 – 1903 г. ₉₀Th, новые ₈₄Po, ₈₈Ra, ₈₉Ac. Природа – Э. Резерфорд (магнитное поле, правило левой руки), элект­рическое поле, поглотители α – излучение: ядра гелия m = 4 аем, q = + 2e, отклоня­ются электрическим и магнитным полем,V ~ 10⁷ м/с, β – излу­чение: электроны, V = 10⁸м/с – 0,999 с, отклонение полем в противоположную сторону, проникающая способность большая α (μ – массовый коэффициент ослабления [см²/г]), γ – излучение: электромагнитное излучение λ ~ 10^-12 м, (ν ~ 10²⁰ Гц) не откло­няется электрическим и магнитным полем. При искусственных превращениях ядер могут возникать изотопы, испускающие радиоактивное излучение четвёртого типа. β⁺ - излучение: позитроны («положительные электроны») отличаются от электронов только знаком заряда. А – массовое число, Z – зарядовое число. α –распад А > 200, β – распад (при относительном избытке нейтронов) нейтрон → протон + электрон + антинейтрино, β⁺ - распад (при относительном избытке протонов) протон → нейтрон + позитрон + нейтрино. γ – излучение сопутствует α – и β – распаду, после которого в ядре осуществляется перестройка.

3. Закон радиоактивного распада.

N₀ – число ядер в начальный момент времени, N – число ядер, не распавшихся по прошествии времени t, Т – период полураспада - § уран Т = 4,5_*10⁹лет, торий Т = 1,5_*10¹⁰лет, радий Т = 1620 лет, радон Т = 3,82 дня, полоний (218) Т = 3,05 мин, полоний (214) Т = 1,6_*10^-4с, полоний (210) Т = 138 дней.

t = T → N = N₀/2; t = 2T → N = N₀/2² ...N = N_0*2^{(- t/T)}

1 кюри = 3,7_*10¹⁰ распад/с, 1 резерфорд = 10⁶ распад/с.

1 беккерель = 1 распад/с

Содди (1911 г.) – изотопы – ядра с одинаковым Z, но раз­ными А - одинаковые химические и почти одинаковые физические свойства (исключение изотопы водорода).
скачать