Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Топ:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Интересное:
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Дисциплины:
2018-01-04 | 244 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
g-излучение не является самостоятельным видом радиоактивности, а лишь
сопровождает a- и b - распады, а также возникает при ядерных реакциях, при торможении заряженных частиц, их распаде и т. д. g-спектр является линейчатым (дискретным), что является доказательством дискретности энергетических состояний атомных ядер.
g-квант испускается дочерним (а не материнским) ядром, которое образуется в возбужденном состоянии. За время жизни этого состояния (10-13- 10-14 с) ядро переходит в основное состояние с испусканием g-кванта. Переходя в основное состояние, возбужденное ядро может пройти через ряд промежуточных состояний, поэтому g-излучение одного и того же радиоактивного изотопа может содержать несколько групп у-квантов с разной энергией.
g-излучение большинства ядер является столь коротковолновым (с длиной волны < 5·10−3 нм), что его волновые свойства проявляются очень слабо и на первый план выступают корпускулярные свойства. Поэтому g-излучение рассматривают как поток g-квантов с энергией в диапазоне от ~1 кэВ до десятков МэВ. При взаимодействии g- излучения с веществом в зависимости от его энергии происходят следующие процессы.
При энергиях меньших 1 Мэв наблюдаются эффект Комптона и фотоэффект.
Если Eg 2mec2=1,022 МэВ (mec2 – энергия покоя электрона), то в поле ядра происходит образование электрон-позитронной пары. Фотон с энергией, превышающей удвоенную энергию покоя электрона 2 m0с2 = 1,022 МэВ, может образовать в поле ядра электронно-позитронную пару. Электронно-позитронная пара может быть также образована и в поле атомного электрона. Однако вероятность этого процесса примерно в Z раз меньше, чем образование пары в поле ядра. При энергиях E g > 10 МэВ g- излучение вызывает ядерные реакции.
|
Интенсивность пучка монохроматических гамма–лучей, прошедших сквозь слой вещества толщиной , уменьшается по закону: , где – интенсивность излучения, падающего на слой; m–линейный коэффициент ослабления.
Ядерные реакции
Символическая запись ядерной реакции: или ,
где и –исходное и конечное ядра соответственно с зарядовыми числами и и массовыми числами и ; и - соответственно бомбардирующая и испускаемая (или испускаемые) в ядерной реакции частицы.
Для обозначения частиц приняты следующие символы: - протон, - нейтрон, - дейтон, - тритон, a – альфа–частица, g – гамма–квант.
Законы сохранения в ядерных реакциях:
А) числа нуклонов ;
Б) заряда ;
В) релятивистской полной энергии ;
Г) импульса .
Если общее число ядер и частиц, образовавшихся в результате реакции, больше двух, то запись соответственно дополняется. Энергия ядерной реакции , где и - массы покоя ядра–мишени и бомбардирующей частицы; () - сумма масс покоя ядер продуктов реакции.
Если ()>(), то энергия освобождается, энергетический эффект положителен, реакция экзотермическая.
Если ()<(), то энергия поглощается, энергетический эффект отрицателен, реакция эндотермическая.
Энергия ядерной реакции представляется также в виде: , где - соответственно кинетические энергии ядра–мишени, бомбардирующей частицы, испускаемой частицы и ядра продукта реакции.
Пороговая (минимальная) кинетическая энергия налетающей частицы, при которой становится возможной эндотермическая ядерная реакция: , где и - массы налетающей частицы и ядра мишени, - энергия реакции.
Примеры решения задач
Задача 1. Оцените плотность вещества в атомных ядрах.
Решение. Радиус ядра с массовым числом определяется формулой
,
где Ф - ферми – название применяемой в ядерной физике единицы длины, равной одному фемтометру (1 фм = 10-15 м). Объем ядра:
м3.
Если пренебречь различием масс протона и нейтрона, то массу ядра можно определить по формуле
|
кг
Поэтому средняя плотность ядерного вещества
кг/м3.
Задача 2. Вычислите дефект массы и энергию связи ядра .
Решение. Дефект массы ядра можно определить из соотношения:
, где - зарядовое число, А – массовое число, - масса атома водорода, - масса нейтрона, - масса атома бора.
Подставляя табличные значения этих величин, получим:
а.е.м., или а.е.м.
Энергия связи ядра определяется соотношением =76,2 МэВ.
Задача 3. Определите удельную энергию связи ядра .
Решение. В литиина один нуклон приходится энергия связи, равная:
.
Подставляя табличные значения величин, получим:
МэВ/нуклон = 5,61 МэВ/нуклон.
Задача 4. Определите зарядовое число и массовое число частицы, обозначенное буквой , в символической записи ядерной реакции:
1) ;
2) ;
3) .
Решение. Для нахождения в записанных реакциях зарядового числа и массового числа воспользуемся законами сохранения зарядовых и массовых чисел:
1) ; (нейтрон)
2) ; (нейтрон)
3) ; (протон)
Задача 5. Найдите среднее время жизни радиоактивного вещества , если его активность уменьшается на за время = 60 минут.
Решение. Активность уменьшается со временем по закону радиоактивного распада .
Уменьшение активности определяется соотношением:
.
Постоянная распада l связана со средним временем жизни ядра: , откуда
часов.
Задача 6. За год распалось 60% некоторого исходного радиоактивного элемента. Определите его период полураспада.
Решение. В соответствии с з аконом радиоактивного распада отношение числа расраспавшихся ядер к числу нераспавшихся имеет вид:
.
По условию задачи это отношение равно 0,6, откуда = 0,76 года.
Задача 7. Вычислите энергию ядерной реакции . Выделяется или поглощается энергия при этой реакции?
Решение. Энергия ядерной реакции определяется по формуле:
,
где и - массы частиц, вступающих в реакцию, - сумма масс частиц, образовавшихся в результате реакции.
Вычисляя, получим для пороговой энергии этой реакции
= –0,0184 а.е.м., = –17,4 МэВ
|
|
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!