КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Бозондар мен фермиондар. Паули принципі. 3 страница
24. Электр зарядының ядроның көлемінде таралуы. Атом ядросының электр заряды Ze (өлшем бірлігі ретінде электронның зарядының сан мәнін алса, Z), оның атомдық нөмеріне тең, протонның Z санымен анықталады.Электр заряды берілген элементтің барлық изотоптарының (сутегінен басқа) химиялық қасиеттерін анықтайды.Ядролардың зарядтарын 1913 жылы Мозли дәл өлшеді. Ол элементтердің сипаттық рентген нұрларының ν жиілігі мен оның Z атомдық нөмерінің арасында қарапайым √ν = az – b тәуелділігі бар екенін тағайындап, нұрдың берілген сериясы үшін a мен b тұрақтыларының элементке тәуелсіз екенін тапты. Ол элементтерді периодтық жүйеде ретімен орналастыруға мүмкіндік берді. Ядроның зарядын тікелей 1920 жылы Чэдвик өлшеді. Электр заряды ядролық физикада қарастырылатын барлық (электромагниттік, ядролық және нәзік) әсерлесулер кезінде сақталады. Электр зарядының сақталу заңы ядролық реакцияға немесе радиоактивтік ыдырауға қатысатын ядролардың біреуінің зарядын олар үшін зарядтардың теңдеуінен табуға мүмкіндік туғызады. Ядроның электр заряды жиынтықтық сипаттама, ол ядроның тұтас зарядын ғана анықтап, зарядтың ядроның көлемі бойынша таралуы туралы мәліметтер бермейді. Ядролық реакциялар мен түрленулер барысында массалық сан да (нуклондар саны) сақталады: әсерлесуге дейінгі бөлшектердің массалық сандарының қосындысы, одан кейінгі бөлшектердің массалық сандарының қосындысына тең. Элементар бқлшектер үшін массалық сан орнына бариондық заряд (бариондық сан) В шамасы қолданылады. Барлық барион деп аталатын бөлшектердің, оның ішінде протон мен нейтронның да, бариондық зарядтары 1, кварктардың бариондық зарядтары 1/3, ал басқа бөлшектердің бариондық заряды нөлге тең. Антибөлшектердің бариондық зарядтары теріс таңбамен алынған бөлшектердің бариондық зарядтарына тең. Ядроның массалық саны А оның құрамындағы нуклондардың саны, демек оның бариондық заряды болады. Ядро үшін В = А. Сонымен, ядролар мен элементар бөлшектер қатысатын барлық әсерлесулерде бариондық заряд сақталады. Бариондық зарядтың сақталу заңы кейбір басқа шамалардың (энергияның, импульстың, импульс моментінің, электр зарядының) сақталу заңдары бойынша рұқсат етілген құбылыстардың (мысалы, протонның нықтығын) өтпейтін себебін түсіндіреді. Бариондық зарядтың сақталу заңы ядроның да нықтығын қамтамасыз етеді. 25. Радиоактивтілік. Табиғи және жасанды радиоактивтілік. Радиоактивтілік деп кейбір ядролардың өз бетімен бір немесе бірнеше бөлшек шығарып түрленуін атайды. Мұндай түрленуге душар ядроларды радиоактивті деп, ал олар шығаратын бөлшектер ағынын радиоактивтік нұр деп атайды. Түрлену тән емес ядроларды нық дейді. Радиоактивтік ыдырау кезінде ядроның Z атомдық нөмері де, А массалық саны да өзгеруі мүмкін. Екеуіде өзгермей ядроның ішкі күйі ғана, оған сәйкес, энергиясы ғана өзгеруі мүмкін. Радиоактивтік ыдырау өту үшін, ол энергиялық тиімді болуы тиіс, яғни, ыдырайтын ядроның массасы ыдыраудан кейінгі жүйенің-пайда болған жарқыншақ ядро мен бөлшектердің - толық массасынан артық болуы керек. Бұл шарт радиоактивтік ыдырау үшін қажет, бірақ әрқашан жеткілікті емес. Кейде энергиялық тиімді құбылыстар басқа сақталу заңдарының орындалмауының салдарынан орын алмайды. Мысалы, Бақылау радиоактивтіліктің статистикалық құбылыс екенін көрсетеді. Бірдей екі ядроның ыдырау уақыттары бірдей емес. Бірақ, бірдей ядролардың өте көп саны үшін есептелген олардың орташа өмір сүру уақыты, олардың пайда болу жолына да, оларды қоршаған ортаның күйіне (температура, қысым, агрегат күйі) де тәуелсіз, тек осы ядроларды ғана сипаттайтын шама. Пайда болу тегіне байланысты радиоактивтіліктің екі түрі болады. Адамның іс әрекетіне тәуелсіз, табиғатта, онда элементтер пайда болғаннан бері бар, радиоактивтілік табиғи деп аталады. Ал, адамзаттың іс әрекетіне байланысты пайда болған немесе қолдан жасалған радиоактивтілік жасанды деп аталады. Табиғатта радиоактивтіліктің үш түрі кездеседі: a-ыдырау, b-ыдырау, g-нұрлану. Бұлармен қатар табиғи Жасанды радиоактивтілік ыдыраудың осы 4 түріне қоса, кешіккен нейтрондық және протондық ыдырауларды қамтиды. Іс жүзінде радиоактивті деп өмірлерін радиотехникалық әдістермен өлшеу мүмкін ядроларды атайды. Ол қазіргі жағдайда 10-9C-тен 1022 жылға дейінгі аралықты қамтиды. Физикалық тұрғыдан радиоактивті ядролардың өмір сүру уақыты сипаттық ядролық уақыттан әлдеқайда үлкен уақыттан одан орасан үлкен уакытқа дейінгі аралықты қамтиды. Радиоактивті ыдырауға тән уақыттардың ядролық құбылыстарға тән уақытқа қарағанда өте ұзақ болуының әртүрлі себептері бар, оларды біз тиісті бөлімдерде қарастырамыз. Жоғарыда атағанымыздай, радиоактивті ыдырау энергиялық тиімді болуы керек. Ол үшін
болуы керек. Мұндағы Ма – аналық, ыдырайтын ядроның массасы, Му- ұрпақтық, пайда болған ядроның массасы, 26. Радиоактивтік ыдыраудың ортақ заңдылықтары. Радиоактивтік ыдырау таза статистикалық құбылыс. Берілген ядроның қай уақытта ыдырайтынын алдын ала айту мүмкін емес. Мұндай құбылыстарды сипаттау үшін оқиғаның ықтималдылығы ұғымын қолданады. Радиоактивтік ыдыраү үшін мұндай шама ядроның уақыт бірлігі ішінде ыдырауының ықтималдылығы l. Оны ыдырау тұрақтысы деп де атайды. Радиоактивтік берілген ядроның (дәлірек оның күйінің) мұндағы “-“ таңбасы уақыт өткен сайын ядролардың санының азаятындығын білдіреді. Егер дайындаманың құрамындағы ядро ыдыраудың бәсекелес бірнеше түріне ұшырайтын болса,
Мұндағы l1 мен l2 - N1 мен N2 ядроларының ыдырау тұрақтылары. Бұл жүйедегі бірінші теңдеу (3.2)-теңдеуіне ұқсас. Ол тізбек басталатын аналық деп аталатын N1 ядроларының санының уақыт бойынша өзгеру заңын береді. Ал, екінші теңдеу, ұрпақтық деп аталатын N2 ядроларының санының уақыт бойынша өзгерісін көрсетеді. Оның саны N1 ядроларының ыдырауы нәтижесінде көбейеді, ал өзінің ыдырауынан кемиді. 26 27. Радиоактивтілік ыдыраудың жалпы зандылықтары. Ыдырау тұрақтысы, жартылай ыдырау периоды, радиоактивті изотоптың орташа өмірі. Радиоактивтік ыдырау таза статистикалық құбылыс. Берілген ядроның қай уақытта ыдырайтынын алдын ала айту мүмкін емес. Мұндай құбылыстарды сипаттау үшін оқиғаның ықтималдылығы ұғымын қолданады. Радиоактивтік ыдыраү үшін мұндай шама ядроның уақыт бірлігі ішінде ыдырауының ықтималдылығы l. Оны ыдырау тұрақтысы деп де атайды. Радиоактивтік берілген ядроның (дәлірек оның күйінің) мұндағы “-“ таңбасы уақыт өткен сайын ядролардың санының азаятындығын білдіреді. Егер дайындаманың құрамындағы ядро ыдыраудың бәсекелес бірнеше түріне ұшырайтын болса,
Мұндағы l1 мен l2 - N1 мен N2 ядроларының ыдырау тұрақтылары. Бұл жүйедегі бірінші теңдеу (3.2)-теңдеуіне ұқсас. Ол тізбек басталатын аналық деп аталатын N1 ядроларының санының уақыт бойынша өзгеру заңын береді. Ал, екінші теңдеу, ұрпақтық деп аталатын N2 ядроларының санының уақыт бойынша өзгерісін көрсетеді. Оның саны N1 ядроларының ыдырауы нәтижесінде көбейеді, ал өзінің ыдырауынан кемиді. 28.Әлфа – ыдырау. Әлфа – ыдыраудың тәжрибелік заңдылықтары.29. Гейгер-Неттол заңдары Альфа-ыдырау деп ауыр ядролардың өздігінен a-бөлшектер шығарып түрленуін атайды. Альфа-ыдырау кезінде аналық (А,Z) ядро, ұрпақтық (А-4, Z-2) ядроға айналады. 1. 1911-жылы Гейгер мен Нетолл табиғаттағы 3 радиоактивтік қатар үшін альфа-ыдырау тұрақтысы мен шығарылатын бөлшектердің жүрімі арасындағы тәуелділікті Бөлшектердің орташа энергиясы 6МэВ шамасы. Кейбір сирек жерлік элементтер үшін альфа бөлшектердің энергиясы 1,8МэВ-қа дейін төмендейді, ал жартылай ыдырау периоды 1017 жылға жетеді. Бірақ олардың саны өте аз. 3. Периодтық кестедегі барлық элементтерді екі топқа-альфа радиоактивті және альфа-нық ядроларға бөлетін айқын жік байқалады. Әлбетте, альфа-радиоактитілік 4. Бір элементтің изотоптары үшін бөлшектердің энергиясы массалық сан артқанда кемиді (3.2-сурет). Бұл заңдылық жұп-жұп ядролар үшін айқын байқалады. Егжей-тегжейлі зерттеу бұл заңдылықтың 209<A<215 ядролар үшін орындалмайтынын көрсетеді. Бұл заңдылықты берілген элементтің белгісіз изотопының шығаратын a-бөлшектерінің энергиясын болжауға пайдаланады. 5. Дәл әдістерді қолданып өлшеулер кейбір ядролардың альфа-спектріне нәзік түзіліс тән екенін, яғни, ядролардың, энергиялары бір емес, бірнеше мәнді альфа бөлшектер шығаратынын көрсетті. Мұндай ядроға Ұрпақ ядро сфералық симметриялы емес альфа-ыдыраулар үшін нәзік түзіліс сызықтарының көбірек болатыны және энергиясы азырақ топтың үлесі де азырақ болатыны байқалады. 6. Екі ядроның альфа-ыдырауларына
30. Әлфа – ыдырау үшін сақталу заңдары. Ыдырау энергиясы. 31. Әлфа – бөлшектің кинетикалық энегриясы. Әлфа – бөлшектің спектрі. Әлфа – ыдырау үшін сақталу заңдары. Ыдырау энергиясы. Әлфа – бөлшектің кинетикалық энергиясы. Әлфа – бөлшектердің спектрі. Ядролардың альфа-ыдырауы ядролық күштердің әсерінен өтетін ядролық құбылыстар қатарына жатады. Сондықтан a-көшулер үшін ядролық әсерлесуге тән барлық сақталу заңдары орындалулары керек. Оған жұптылық пен изотоптық спиннің сақталу заңы да кіреді. Бұлардың әрқайсысы альфа-ыдырау процессіне белгілі шектеулер қояды. Мысалы, изотоптық спиннің сақталу заңынан аналық (А,Z) ядро мен ұрпақ (А-4,Z-2) ядроның изотоптық Т спиндері бірдей болу керектігі шығады. Бұған себеп-
Дата добавления: 2014-12-25; Просмотров: 1220; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! |