- •1. Состав ядра. Характеристики атомных ядер. Изотопы.
- •2. Масса атомного ядра. Энергия связи. Удельная энергия связи.
- •11. Взаимодействие рентгеновского и гамма излучения с веществом.
- •12. Закон ослабления рентгеновского и гамма – излучения.
- •13. Дозы ионизирующих излучений.
- •17.Химическое действие ионизирующих излучений на молекулы.
- •18. Биологическое действие радиоактивного излучения.
- •90Sr –скапливаются в костных тканях.
- •22. Искусственные источники радиации.
1. Состав ядра. Характеристики атомных ядер. Изотопы.
me=9,10953*10-31 кг
|e|=1,60218*10-19 Кл
mр=1,67265*10-27 кг
|e|=1,60218*10-19 Кл
mn=1,67470*10-27 кг
Нуклонами называются протоны и нейтроны, входящие в состав ядра.
Z – зарядовое число = числу протонов в ядре = порядковый номер в таблице Менделеева.
А – Массовое число = сумма протонов и нейтронов в ядре
N=A-Z – число нейтронов
R-[радиус ядра]= R=r0*A1/3
r0=(1,2 .. 1,5)*10-15 м
n [концентрация нуклонов в ядре] = 1044 м-3
[плотность ядра] 1017 кг/м3
Изотопы – элементы, имеющие одинаковое зарядовое число.
2. Масса атомного ядра. Энергия связи. Удельная энергия связи.
Eсвязи=mc2 [Дж]
m – дефект массы – разница между общей массой нуклонов
m=Zmp+Nmn-ma
m=ZmH+Nmn-maт
1 а.е.м. =1,66057*10-27 кг
Энергия связи – та энергия которую нужно затратить для того чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны.
Eсв [удельная энергия связи] = Eсв/А
Eсв – энергия связи приходящаяся на один нуклон.
Ядерные силы.
Свойства ядерных сил
Ядерные силы являются короткодействующими. Радиус 10-15 м
4,2*10-15 м – ядерные силы прекращают действие
rя = 2.2*10-15 – расстояние между нуклонами
Ядерные силы обладают свойством ядерной независимости, т.е. ядерное взаимодействии 2-х изотопов не зависит от их вида.
Для ядерных сил характерно насыщение, которое проявляются в том что нуклон взаимодействует с несколькими ближайшими соседями даже если нуклоны находятся в радиусе действия ядерных сил.
4) Ядерные силы носят характер обменный. Взаимодействие нуклонов осуществляется путём обмена особыми квантами обмена: пи-мезоны.
4. Явление радиоактивности.
Основные законы радиоактивного распада.
Период полураспада.
Радиоактивность—самопроизвольное превращение атомных ядер некоторых химических элементов, приводящее к изменению их атомного номера и массового числа. Ядра, которые претерпевают эти изменения, называются нестабильными.
Закон радиоактивного распада.
N=N0e-t
N0—число ядер(начальное)
N—число ядер(оставшихся на момент времени t)
—постоянная радиоактивного распада
имеет смысл вероятности распада ядра за 1 секунду и определяется долей ядер, распадающихся в единицу времени.
[]=c-1
=1/ — среднее время жизни радиоактивного изотопа.
Время, за которое распадается половина первоначального количества ядер называется периодом полураспада.
T1/2=3*10-7 c…5*1015 лет
5. Активностью радиоактивного вещества называется число ядер, распавшихся в единицу времени.
[A]=1Бк=1распад/сек
1Ки=3.7*1010Бк
А=-N0e-t(-) А0=N0
А= А0e-t
Удельная активность Ауд=а=А/m
Удельной активностью называется активность единицы массы вещества.
[Ауд]=Бк/кг (сколько распадов происходит в 1 кг вещества).
Если вещество жидкое—Бк/л
Объёмная активность Av=A/V
Активность единицы объёма—Бк/м3
Поверхностная активность Аs=A/S (Бк/м2)
6. . Основные закономерность –распада.
–распад это испускание некоторыми элементами -частиц, которые являются ядрами гелия .–распады характерны для тяжёлых ядер с А>200 Z>82.
Х—материнское ядро
У—дочернее ядро
Q—энергетический эквивалент
Изменения массы.
7. Основные закономерности -распада.
распад
1) распад происходит с испусканием электрона из атомного ядра. Происходит в элементах где
антинейтрино
кэВ
2) распад.
Это испускание ядром атома позитрона.
8) Взаимодействие Альфа-излучения с веществом. По сравнению с другими частицами альфа-частицы являются физически и электрически достаточно большими, состоящими из четырех нуклонов и двух положительных зарядов. Во время движения альфа-частиц через поглотитель, они воздействуют электрическими силами на орбитальные электроны атома поглотителя. Орбитальные электроны переводятся на более высокие энергетические оболочки или покидают атом, образуя ионные пары. Альфа-частицы могут передавать большое количество энергии поглотителю при малой длине пробега и производить большое количество ионных пар. Например, альфа-частица с энергией 3.5 МэВ имеет пробег приблизительно 20 мм и производит около сто тысяч пар ионов в воздухе. Альфа-частица с такой же энергией пройдет в биологической ткани приблизительно 0.03 мм (или 30 мкм). Альфа-частицы являются наименее проникающим излучением.
9) Взаимодействие Бета-излучения с веществом. По сравнению с альфа-частицами, бета-частицы очень маленькие. Они обладают одним отрицательным элементарным зарядом и практически незначительной массой. На самом деле, они идентичны орбитальным электронам атомов поглотителя и то что их заряды идентичны может вызвать непосредственную ионизацию путем отталкивания орбитальных электронов от атома. То, что бета-частицы вызовут непосредственную ионизацию вдоль их траектории гораздо менее вероятно, чем при прохождении альфа-частиц, поэтому их проникающая способность больше, чем у альфа-частиц с такой же энергией. Так, бета-частица с энергией 3.5 МэВ пройдет приблизительно 11 м в воздухе и 17 мм в биологической ткани.