Поиск по сайту


Каталог учебных материалов

Свежие работы в разделе

Наша кнопка

Разместить ссылку на наш сайт можно воспользовавшись следующим кодом:


Контакты

Если у вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь на email администратора: admin@kazreferat.info

Закон радиактивного распада

Узнать стоимость написания работы

Горохов А.В.

Свойства радиактивного излучения были изучены вскоре после открытия Беккерелем радиоактивности в 1896 г. Оказалось, что существуют три различных вида ядерного излучения (- ,- и ). После многолетних исследований было обнаружено, что - излучение состоит из ядер гелия 42He, - излучение - фотоны с очень высокой энергией, - излучение, как правило, состоит из электронов.

Установлено, что многие тяжелые ядра с Z 82 (Z = 82 соответствует ядру свинца) испытывают радиоактивный распад с испусканием - частицы. В - частице удельная энергия связи оказывается большей, чем в массивных ядрах (см. Рис. 2), поэтому альфа-распад энергетически возможен. Образец урана 238U испускает -частицы по следующей схеме:

238U --> 234Th + 4He + 4,2МэВ.

Спустя 4,5·109лет половина ядер образца 238U распадётся.

Теория альфа-распада построена Г.А. Гамовым в 1928 г.

В случае бета-распада более тщательные исследования показали, что некоторые ядра вместо электронов испускают их античастицы - позитроны, кроме того, испускание электронов или позитронов всегда сопровождается излучением нейтрино или антинейтрино. (Нейтрино - это элементарная частица с электрическим зарядом равным нулю, полуцелым спином 1/2 и нулевой (или очень малой) массой покоя.

Первая теория бета-распада была построена Э. Ферми в 1931 г.

Простейшим примером - распада является процесс превращения свободного нейтрона в протон с периодом полураспада 12 мин.:

n --> p + e- +

.

Символ [()] обозначает антинейтрино (то, чем отличаются нейтрино и антинейтрино см. в следующем разделе.)

Кроме хорошо известных -, -, - распадов в 1940 г. советскими физиками Г.Н. Флеровым и К.А. Петржаком открыт четвертый тип распада: самопроизвольное деления ядер урана на две примерно равные части. В 1970 была обнаружена протонная радиоактивность: выброс протона из ядра. Еще один вид распада - двухпротонную и двухнейтронную радиоактивность, предсказан в 1960 г. советским физиком-теоретиком В.И. Гольданским. Экспериментально этот вид распада еще не обнаружен.

Изложение основ теории радиоактивности значительно выходит за рамки программы "школьной физики", мы ограничимся только тем, что найдем зависимость числа нераспавшихся ядер N(t) от времени, используя экспериментально измеряемую величину - константу распада , которая равна вероятности распада в единицу времени. Установленный на опыте основной закон радиоактивного распада состоит в том, что отношение числа распавшихся за единицу времени ядер к общему числу ядер является постоянной величиной, зависящей только от сорта ядер.

Пусть количество ядер, которые еще не распались к моменту времени t равно N(t). При этом предполагается, что количество ядер все время макроскопически велико.

В момент времени t + dt число нераспавшихся ядер будет N(t + dt).

Поэтому за промежуток времени dt распадется N(t) - N(t + dt)  - dN ядер. Согласно приведенному выше определению мы получим вероятность распада , разделив долю распавшихся ядер - dN/N на время dt, то есть

 = -

dN

N dt

.

Отсюда следует, что

dN

dt

= -  N.

(2)

Предположив, что при t = 0 количество ядер было N0 и решая с этим начальным условием уравнение (2), найдем

N(t) = N0 exp( - t).

(3)

(График этой зависимости приведен на Рис. 3)

Рис. 3

Величин  называется активностью. Единица активности в СИ - беккерель (Бк), равный одному распаду в 1 с. Внесистемная единица - кюри (Ku): 1 Ku = 3,7·1010Бк.

Скорость распада характеризуется периодом полураспада T1/2 - промежутком времени, за который число радиоактивных ядер уменьшается в два раза. Полагая в формуле (3) t = T1/2, N(T1/2) = N0/2, получим

1 = 2 exp( -  T1/2).

Поэтому формуле (3) можно придать вид:

N(t) = N0



1

2



t/T1/2 .

Видно, что с течением времени количество ядер уменьшается по закону геометрической прогрессии.

Можно также определить среднее время жизни ядер:

 = -

0

t dN

N0

=

0

 t e- tdt = 1/.

Легко показать, что времена T1/2 и  связаны соотношением:

T1/2  0,69 ·.

Рис. 4

На Рис. 4 приведен пример бета - распада ядра натрия-24 (с периодом полураспада 15 час.). Распад идет с испусканием электрона с энергией 1,39 МэВ, (излучаемое антинейтрино не показано) и переходом в возбужденное состояние ядра магний -24, которое после последовательного излучения двух гамма-квантов переходит в основное (невозбужденное) состояние.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://ermine.narod.ru

Другие материалы

  • БЖД
  • ... , связанные с реглпментированием риска. Нормированный (приемлемый) риск равен 10-6. Фактический риск в 100 и 1000 раз превышает приемлемый. Нормативный показатель приемлевого риска не остается постоянным. БЖД можно определить как область знаний, изучающая безопасности и защиту от них. Задачи БЖД: ...

  • Новый взгляд на Библию
  • ... обычный оставлять. Те ситуация как с ураном и свинцом - пропорция С12/С14 - заставляет ученых пологать, что возраст находки очень большой. А если поверить Библии в том, что был потоп (об этом ниже), то ввиду пункта 2 очевидно, что все обьекты бывшие до потопа очень “состариться”. Другой фактор ...

  • Разработка теории радиогеохимического эффекта
  • ... изменение энергии при изменении количества вещества в системе на один моль. 3. Разработка теории радиогеохимического эффекта В данной главе сформулированы общие предположения теории радиогеохимического эффекта, приведена его математическая модель. Здесь решается задачи для нахождения ...

  • Библия и научные данные
  • ... а обычный оставлять. Те ситуация как с ураном и свинцом — пропорция С12/С14 — заставляет ученых пологать, что возраст находки очень большой. А если поверить Библии в том, что был потоп (об этом ниже), то ввиду пункта 2 очевидно, что все обьекты бывшие до потопа очень «состариться». Другой фактор ...

  • Лекции по физике В.И.Бабецкого
  • ... , в отличие от электростатических, которые никогда не замкнуты. Потенциал Вот такое математическое утверждение: . Вы, вот, словами должны читать сами формулы. Кстати, физику можно излагать без слов, так же, как математику. Из того, что циркуляция для любого контура равна нулю, следует, что ...

  • Век с электроном
  • ... времени все физики прониклись этой уверенностью, и наука ХХ века без идеи электрона просто немыслима. Электрон стали использовать при построении моделей атомов (первую модель предложил сам Томсон). Выяснилось, что движение электрона в атоме нельзя описать на языке классической физики - пришлось ...

  • Гигиенические и экологические проблемы
  • ... 7,0мг% Груша – 3,2мг% Айва – 3,0мг% Хурма – 2,5мг% Яблоки – 2,2мг% Лекция 10. «Урбанизация и возникающие при этом гигиенические и экологические проблемы» НТР во второй половине XX века ознаменовалась появлением урбанизации. Это процесс концентрации в городах промышленности, науки, культуры ...

  • Физика атомного ядра
  • ... называется центральная часть атома, в которой сосредоточена практически вся масса атома и его положительный электрический заряд. Все атомные ядра состоят из элементарных частиц: протонов и нейтронов, которые считаются двумя зарядовыми состояниями одной частицы - нуклона. Протон имеет положительный ...

  • Радиоактивность и радиация
  • ... - например, обычная одежда (если, конечно, источник излучения находится снаружи). Следует различать радиоактивность и радиацию. Источники радиации - радиоактивные вещества или ядерно-технические установки (реакторы, ускорители, рентгеновское оборудование и т.п.) – могут существовать ...

  • Радиационно опасные объекты
  • ... Все это принимает особую необходимость, если РОО находится недалеко от населенного пункта или внутри. В Москве имеются радиационно-опасные объекты, аварии на которых могут привести к заражению значительной части территории города и повлечь за собой человеческие жертвы (см. Приложение 3). В настоящее ...

  • Радиационная безопасность
  • ... , водных ресурсов, лесных угодий, продуктов питания и так далее. Правительственные органы республики приняли комплекс мер по радиационной защите населения и обеспечению радиационной безопасности. К основным из них относятся: 1)         эвакуация и отселение ...

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Рефераты и материалы размещенные на сайте принадлежат их законным правообладателям. При использовании материалов сайта, ссылка на KazReferatInfo обязательна!
Казахстанские рефераты
Copyright © 2007-2016г. KazReferatInfo