Л. 15-1. Структурные уровни материи. Атомное ядро. Состав и

Л. 15-1. Структурные уровни материи. Атомное ядро. Состав и
размеры атомных ядер.
1 эв=1.6*10-19 дж.
mN (m p , mn ) < m p + mn
Изотоп (Zconst, Adifferent)
R = R0 A1/ 3
R(≤10−8 ⎡⎣10−8 ,107 ⎤⎦ ≥107 ) meter
Уровни организации
материи
р (R,m)
( , )
m(≤10−10 ⎡⎣10−10 ,1020 ⎤⎦ ≥1020 ) kg
N = A− Z
Ядро
Изобары (Z(Z
different, Aconst)
3000 7000
(300) 59
изобар
4 свойства
ядерных сил
⇒ ZXA
Зеркальн. ядра:
Зеркальн
Z1=N2,Z2=N1
Z1+N1=Z2+N2
( Zm
p
+ Nmn − M N ) c 2
Δm = W / c 2
1. R ≅ 1.5 ⋅10−15 m, 2. Z ,
3. N ∉ Nδ (δ < Z )4.( r , S )
1
15.1. Модели ядра
Спин ядра?
Рыхлая
структура:R0=1.410-15m
Ra=0.5310-10m
2
He 4 , 8 O16 ,
20
Ca 40 82 Pb 208
ЯМР,
Томография
ДW(A,Z,N) ДW = б1A-б 2A2/3 -б 3Z2A-1/3
Капельная
модель ядра
-б 4 ( A- 2Z) A-1 +б 5д(Z,N)A-3/4
Оболочечная
модель ядра
( N , Z ) = (2,8, 20,82,126,152,..)
2
15.2. Радиоактивность. Ядерные реакции.
Р/Активность
Естеств. РА
T1/ 2 =
ln(2) 0.603
≅
λ
λ
τмин=10-12-10-13сек
Искуств. РА
Таблица РАраспада
γ-распад
р
д
3
Таблица основных ядерных реакций
Тип превращения
ΔZ
ΔA
Вид
излучения
Процесс
Вид
(вз.)
Авторы
открытия
РА
-
-
излучение
-
-
А.Беккерель-1896
α-распад
-2
-4
2He
A
ZX →
A-4
4
Z-2Y +2He
S+E
Э.Резерфорд,1898
β
β-распад
+11
0
(
(n→p)eν
) e
A
ZX →
A
Z+1X +e+νe
W
ЭР
Э.Резерфорд,1898
ф
1898
γ-распад
0
0
γ
*A
ZX →
A
ZX +γ
E
П.Виллар, 1900
β+-распад
-1
0
(p→n)e+νe
A
ZX →
XA+e++ν
W
И.,Ф.Жолио-Кюри, 1934
4
Z-1
e
К-захват
К
захват
-11
0
(p e→n)) νe
A e→
ZX +e→
A
Z-1Y
W
Л.Альварес
р
Спонтанное
деление ядер
-Z/2
-A/2
два
осколка
A
ZX →
A'
A-A'
Z'Y' + Z-Z'Y''
S+E
К.А.Петржак,
Г.Н. Флеров 1940
Протонный распад
-1
-1
1H
A
ZX →
A-1
1
Z-1Y +1H
S+E
З.Хофман и др., 1982
1
γ-квант (поток Э/М излучения с длиной волны 10-2-10-3 нм
нм.).
.). Для сравнения вид. свет: Красный-4
760нм--фиолетовый-380нм
760нм
380нм.. Закон спонтанного распада: N=N0exp(
exp(--λt)
Ядерные реакции
Возм. деления
ядер?
17 ≤ Z 2 / A ≤ 45 − 49
Классификация
ф
ц ЯР
Q <, > 0
Деление тяж.
ядер
ЯР синтеза
p + p = d + e+ + ν e
C-N цикл
C → 7N → 8N
12
6
14
→ 2 He 4 (e, e + , ν e )
Тротиловый
эквивалент
15
d + p → 2 He3 + γ
2
ЯР, идущие на
Солнце
He3 → 2 p + 2 He 4
dn K − 1
=
n
dt
τ
92
U 235 ,
94
Pu 239 ,
n (1Mev)
5