Атомная и ядерная физика: Физический практикум по курсу "Физические основы квантовой электроники". Часть 1. Затрудина Р.Ш. - 33 стр.

UptoLike

Составители: 

33
Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà 4
ÈÇÓ×ÅÍÈÅ ÐÀÄÈÎÀÊÒÈÂÍÎÃÎ
ÐÀÑÏÀÄÀ ßÄÅÐ
ÖÅËÜ ÐÀÁÎÒÛ: èçó÷åíèå ÿâëåíèÿ ðàäèîàêòèâíîãî ðàñïà-
äà, îïðåäåëåíèå àêòèâíîñòè ðàäèîàêòèâíîãî èçîòîïà.
ÏÐÈÍÀÄËÅÆÍÎÑÒÈ: èñòî÷íèê ðàäèîàêòèâíîãî èçëó÷å-
íèÿ, ñ÷åò÷èê ÑÁÌ-20, ÷àñòîòîìåð, ëèíåéêà.
1. Òåîðåòè÷åñêàÿ ÷àñòü
1.1. Õàðàêòåðèñòèêè ðàäèîàêòèâíîãî ðàñïàäà
ßâëåíèå ðàäèîàêòèâíîñòè ñîñòîèò â ñàìîïðîèçâîëüíîì ïðå-
âðàùåíèè îäíîãî ÿäðà â äðóãîå ñ èñïóñêàíèåì îäíîé èëè íå-
ñêîëüêèõ ÷àñòèö.  ïðîöåññå ðàäèîàêòèâíîãî ðàñïàäà ó ÿäðà èçìå-
íÿåòñÿ êàê çàðÿäîâîå ÷èñëî, òàê è ìàññîâîå. ßäðà, ïîäâåðæåííûå
òàêîìó ðàñïàäó, íàçûâàþòñÿ ðàäèîàêòèâíûìè. ßäðà, íå èñïûòû-
âàþùèå ðàäèîàêòèâíîãî ðàñïàäà, íàçûâàþòñÿ ñòàáèëüíûìè.
Íà ïðàêòèêå ðàäèîàêòèâíûìè ñ÷èòàþòñÿ ÿäðà, âðåìåíà æèç-
íè êîòîðûõ ìîãóò áûòü èçìåðåíû ñîâðåìåííûìè ôèçè÷åñêèìè
ìåòîäàìè. Ñåé÷àñ óäàåòñÿ èçìåðÿòü âðåìåíà îò 10
-9
ñ äî 10
22
ëåò.
Áîëüøèíñòâî ðàäèîàêòèâíûõ ÿäåð â ïðèðîäå íå âñòðå÷à-
åòñÿ, îíè áûëè ñèíòåçèðîâàíû â ëàáîðàòîðèÿõ. Îòäåëüíûå ðà-
äèîàêòèâíûå èçîòîïû îáðàçóþòñÿ â ïðèðîäå â ðåçóëüòàòå ðàç-
ëè÷íûõ ÿäåðíûõ ðåàêöèé. Òàê, íàïðèìåð, íà ãðàíèöå òðîïîñ-
ôåðû è àòìîñôåðû ïîä äåéñòâèåì êîñìè÷åñêèõ ëó÷åé ïðîèñõî-
äèò îáðàçîâàíèå ðàäèîèçîòîïà óãëåðîäà
6
Ñ
14
èç àçîòà
7
N
14
. ßäðà
ñî ñðåäíèì âðåìåíåì æèçíè, ïðåâûøàþùèì ñîòíè ìèëëèîíîâ
ëåò, íå óñïåëè ïîëíîñòüþ ðàñïàñòüñÿ çà âðåìÿ, ïðîøåäøåå ñ
ìîìåíòà èõ îáðàçîâàíèÿ. Òàêèõ î÷åíü äîëãî æèâóùèõ èçîòîïîâ
èçâåñòíî îêîëî äâóõ äåñÿòêîâ. Âàæíåéøèìè èç íèõ ÿâëÿþòñÿ
èçîòîïû òîðèÿ
90
Th
232
è óðàíà
92
U
238
,
92
U
235
.
Ê ðàäèîàêòèâíûì ïðåâðàùåíèÿì îòíîñÿòñÿ
α
-ðàñïàä, âñå
âèäû
β
-ðàñïàäà, ñïîíòàííîå äåëåíèå ÿäåð, ïðîòîííàÿ è äâóïðî-
òîííàÿ ðàäèîàêòèâíîñòü è äð. Ðàäèîàêòèâíûé ðàñïàä âñåãäà èäåò
ñ âûäåëåíèåì ýíåðãèè, íî ýíåðãåòè÷åñêîé âûãîäíîñòè ðàñïàäà
íåäîñòàòî÷íî äëÿ åãî îñóùåñòâëåíèÿ. Îí äîëæåí áûòü ðàçðåøåí