Основные ссылки

CSS adjustments for Marinelli theme

Закон радиоактивного распада. Ядерные силы. Энергия связи ядра.

Закон радиоактивного распада.

Закон радиоактивного распада установлен Ф. Содди.

Опытным путем Э. Резерфорд установил, что активность радиоактивного распада убывает с течением времени. Для каждого радиоактивного вещества существует интервал времени, на протяжении которого активность убывает в 2 раза, т. е. период полураспада Т данного вещества. Например, для ядра  период T=1600 лет. Следовательно, если взять 1г Ra, через 1600 лет его будет 1/2 г, а через 3200 лет— 1/4 г. Таким образом, исходное количество радия должно обратится в нуль спустя бесконечный промежуток времени.

 

Математическое выражение

Пусть число радиоактивных атомов N0, время t=0.

Через t2=T число нераспавшихся ядер                    N=N0/2

Через t2=2T останетсяN=N0/22,

Через t3-=3T таких ядер окажетсяN=N0/23— и т. д.

Математическое выражение закона радиоактивного распада

Следо­вательно, в конце промежутка времени  tnT нераспавшихся ядер останется N=N0/2n . Так как n=t/T, то . Это закон, которому подчиняется распад большого количества радиоактивных ядер.

У радиоактивных элементов Т имеет различную величину, например,  имеет период полураспада Т=1,4.1010 лет, а у криптона  период полураспада Т=1,4 с. У искусственно созданных элементов с Z > 100 период полураспада составляет сотые и тысячные доли секунды.

 

Ядерные силы

 (сильное или ядерное взаимодействие - т.к. во много раз больше кулоновских сил). Силы притяжения, связывающие протоны и нейтроны в ядре, называются ядерными силами.Первые попытки объяснить - И.Е. Тамм. Теория создана Х. Юкава (1936). Свойства:

  1. На расстояниях порядка 10-13см сильные взаимодействия соответствуют притяжению, при уменьшении расстояния – отталкиванию.
  2. Независимы от наличия электрического заряда (свойство зарядовой независимости) Одинаковая сила действует и на протон и на нейтрон.
  3. Взаимодействуют с ограниченным числом нуклонов (свойство насыщения).
  4. Короткодействующие: быстро убывают, начиная с  r ≈ 2,2.10-15 м.

 

Радиус действия

Относит интенсивность.

Ядерное

10-15м

1

Эл.-маг.

?

1/137

Слабое

10-13м

 

Гравитационное

?

10-33

Энергия связи ядра

Энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны, называется энергией связи. Энергия связи очень велика. При синтезе 4 г гелия выделяется такое же количество энергии, как при сжигании двух вагонов каменного угля.

1эВ=1,6.10-19Дж

 

1 а.е.м.=1,67-10-27 кг

Формула для вычисления энергии связи:

    -   дефект массы.

В атомной физике массу удобно выражать в атомных единицах массы: 1 а.е.м.=1,67-10-27 кг. Коэффициент связи энергии и массы (равный с2):   с2= 931,5 МэВ/аем.

с2= 931,5 МэВ/аем.

Удельная энергия связи

Энергия связи, приходящаяся на один нуклон в ядре, т. е. энергия, которую необходимо затратить, чтобы удалить из ядра один нуклон называется удельной энергией связи;

  где А — массовое число.

При плавлении льда на 1 молекулу:                 0,06 эВ;

При парообразовании воды на 1 молекулу:     0,4   эВ;

Для разрыва молекулы водорода на атомы:    4,5   эВ;

Для ионизации атома водорода:                     13,6   эВ;

Для отделения нейтрона от ядра дейтерия:  1,1   МэВ.

Электронвольт

 

1 эВ = 1,6.10-19Дж

1МэВ = 1,6.10-13Дж

  1. У ядер средней части периодической системы Менделеева с массовым числом 40 <= А <= 100 удельная энергия максимальна. Наиболее устойчивы от 50 до 60.
  2. У ядер, для которых А>100, удельная энергия связи плавно убывает.
  3. У ядер, для которых А<40, удельная энергия скачкообразно убывает.
  4. Максимальной удельной энергией обладают ядра, у кото­рых число протонов и нейтронов четное (), а мини­мальной— ядра, у которых число протонов и нейтронов нечетное ().

Таким образом, энергетически выгодны два способа высвобождения внутренней энергии: деление тяжелых ядер (цепная ядерная реакция) и синтез легких ядер (термоядерная реакция).

График зависимости удельной энергии связи

 от массового числа:

 График зависимости удельной энергии связи от массового числа

Ядерные реакции - превращения атомных ядер, вызванные их взаимодействиями с различными частицами или друг с другом.

Символическая запись: А + а ® В + b. При написании ядерных реакций используются з-нысохранения заряда и массового числа (числа нуклонов).

 

Примеры:

    (искусственная радиоактивность, И. и Ф. Жолио-Кюри, 1934).

 

Энергетический выход ядерной реакции - разность между суммарной энергией связи частиц, участвующих в реакции и продуктов реакции.

Реакции, происходящие с выделением энергии, наз. экзотермическими, с поглощением - эндотермическими.

 

Теги: 

Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /var/www/fradkin/data/www/eduspb.com/includes/common.inc:2777) in /var/www/fradkin/data/www/eduspb.com/includes/bootstrap.inc on line 1486

Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /var/www/fradkin/data/www/eduspb.com/includes/common.inc:2777) in /var/www/fradkin/data/www/eduspb.com/includes/bootstrap.inc on line 1490

Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /var/www/fradkin/data/www/eduspb.com/includes/common.inc:2777) in /var/www/fradkin/data/www/eduspb.com/includes/bootstrap.inc on line 1490

Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /var/www/fradkin/data/www/eduspb.com/includes/common.inc:2777) in /var/www/fradkin/data/www/eduspb.com/includes/bootstrap.inc on line 1490
Ошибка | Объединение учителей Санкт-Петербурга
Укажите ваше имя на сайте Объединение учителей Санкт-Петербурга.
Укажите пароль, соответствующий вашему имени пользователя.

Объединение учителей Санкт-Петербурга

Ошибка

На сайте произошла непредвиденная ошибка. Пожалуйста, повторите попытку позже.

Сообщение об ошибке

Recoverable fatal error: Argument 1 passed to xmlsitemap_node_create_link() must be an instance of stdClass, boolean given, called in /var/www/fradkin/data/www/eduspb.com/sites/all/modules/xmlsitemap/xmlsitemap_node/xmlsitemap_node.module on line 28 and defined в функции xmlsitemap_node_create_link() (строка 194 в файле /var/www/fradkin/data/www/eduspb.com/sites/all/modules/xmlsitemap/xmlsitemap_node/xmlsitemap_node.module).