Сайт студентов физиков для студентов физиков!
Главная Учебные материалы по физике ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА РАДИОАКТИВНОСТЬ

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА РАДИОАКТИВНОСТЬ

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА РАДИОАКТИВНОСТЬ.

Радиоактивность — свойство ядер определенных (нестабильных) элементов самопроизвольно превращаться в ядра других элементов с испусканием радиоактивного излучения.

Три вида радиоактивного излучения:

1. — излучение – это заряженные частицы с высокой кинетической энергией, состоящие из двух протонов и двух нейтронов — , т. е. ядра гелия .

2. — излучение – это заряженные частицы с высокой кинетической энергией, и представляющие собой электроны или позитроны .

3. — излучение – это электромагнитное излучение, отличающееся высокой энергией фотонов и соответственно малой длиной волны ().

Основные свойства радиоактивного излучения:

1. Проникающая способность. Она характеризуется пробегом в воздухе, т. е. наибольшим расстоянием, которое частица проходит в воздухе. В результате -частица, присоединяя два электрона превращается в атом гелия, -частицы присоединяются к атомам вещества, -фотоны поглощаются.

2. Ионизирующая способность радиоактивного излучения пропорциональна кинетической энергии частиц и квадрату их заряда. Чем выше ионизирующая способность радиоактивного излучения, тем меньше его проникающая способность и наоборот.

Основной закон радиоактивного распада. Статистической величиной, описывающей распад, является вероятность распада одного ядра за единицу времени ( называется постоянной распада) и время жизни ядра : . и зависят от природы элемента.

Формулировка основного закона: За один и тот промежуток времени распадается одна и та же часть от имеющихся в наличии, т. е. нераспавшихся ядер, независимо от их абсолютного числа.

, , , , где — исходное число ядер,

-число ядер, имеющихся в наличии, т. е. нераспавшихся ко времени t, -постоянная распада.

Важной характеристикой радиоактивных элементов, по которой их обычно и сравнивают, является период полураспада. Т – это время, за которое распадается половина исходного количества ядер. Найдем Т: , .

Период полураспада для различных элементов имеет значения от долей секунды (для лития ) до миллионов лет (для урана ).

Активность препарата — это общее количество распадов, происходящих в данном количестве (массе) радиоактивного элемента в единицу времени ,

т. е. активность – абсолютная скорость распада данного радиоактивного элемента, препарата.

Она зависит как от природы элемента, так и от наличного количества ядер.

. Для данного элемента (T=const) активность пропорциональна его количеству (массе). Со временем активность уменьшается по экспоненциальному закону .

Единицы активности А: В СИ – распад/сек; = 1 беккерель=1 Бк.

Вне системы – Кюри (Ки) – активность радиоактивного изотопа, в котором в 1 сек происходит распадов, — Резерфорд – 1(Рд)=.