Реферати українською » Физика » Гамма-випромінювання ядер


Реферат Гамма-випромінювання ядер

>Міністерствоосвіти й науки України

>Полтавськийнаціональнийпедагогічнийуніверситетімені У. Р.Короленка

Кафедразагальноїфізики

«>-випромінювання ядер»

>Підготувала студенткафізико-математичного факультетугрупиФ-52

>ПрудкаІринаІванівна

>Полтава-2009


>ЗМІСТ

>УМОВИ-ВИПРОМІНЮВАННЯ

>ІЗОМЕРИ

СПИСОКВИКОРИСТАНИХДЖЕРЕЛ:

 


>УМОВИ-ВИПРОМІНЮВАННЯ

>Ще напершомуетапідослідженнярадіоактивнихявищ було бвстановлено, що вскладірадіоактивноговипромінюваннякрімзаряджених йє і нейтральнаскладова.Цянезарядженаскладоварадіоактивноговипромінювання, котрадісталаназвугамма-променів,маєелектромагнітну природу йвідрізняється відрентгенівськихпроменів лишедовжиноюхвилі.

Догамма-променівналежитьелектромагнітневипромінювання вінтервалідовжинхвиль 10-8-10-11 див.-променівиникають привипромінюванніприродних йштучнихрадіоактивнихелементів, атакож пригальмуваннізарядженихчастинок, їхньогорозпадах тощо.Завдякикороткійдовжиніхвиліхвильовівластивості вгамма-променіввиявляються менше, ніжкорпускулярні. Тому частовизначають недовжинухвилігамма-променів, а їхніенергію.Природнірадіоактивніелементивипромінюютьгамма-промені ізенергією порядкукількох Ме, приядернихреакціях можнадістатигамма-промені ізенергією порядку 10 Ме, априскорювачахзарядженихчастинокнавіть порядку 1ГеВ.

>Гамма-випромінюваннясупроводить процесрозпаду, але й неєрозпадом ядра. Упроцесігамма-випромінювання числонуклонів уядрі незмінюється й ядро просто переходити із одногозбудженого стану вінший.

>Встановлено, що-випромінюваннявипускаєтьсядочірнім (а чи нематеринським) ядром.Дочірнє ядро в останній момент свогоутворення,виявившисьзбудженим, протягом годиниприблизно 10-13-10-14 з,значнозменшує годину життязбудженого атома (>приблизно 10-8 з), переходити восновний стан ізвипусканнямгамма-випромінювання.Повертаючись восновний стан,збуджене ядроможе пройти через рядпроміжнихстанів, томугамма-випромінювання одного і того жрадіоактивногоізотопуможеміститикілька групгамма-квантів, щовідрізняються одна відодноїенергією.

Спектргамма-випромінюванняєлінійчатим йдискретним.Дискретність-спектрамаєпринциповезначення,оскількиєдоказомдискретностіенергетичнихстаніватомних ядер.ЯкщоЕі йЕf –значенняенергії ядра впочатковому йкінцевому станах, тоенергіягамма-кванта:Е=Еi-Ef.

Привипромінюваннітакож виненсправджуватись й законзбереженняспіну.Якщоji йjf значенняспіну увідповідних станах, то гамма-квант винензабрати із собою моментімпульсу L, щодорівнюєL=|ji-jf|.

>Нехайіснуєнестабільне ядроZXA, дляякогоенергетичний балансдозволяє шляхом-розпадуперехід устабільне ядроZ+1XA. Алі ядрохарактеризуєтьсящезначенням свогоспіну йпарності. Зтеоріївипливає, щорозпади, при якіспіндужезмінюється,заборонені (чимаютьдуже малуймовірність). Тому колиспіннестабільного ядраZXAдужевідрізняється відспіну ядраZ+1XA в основномустані, торозпад ядраZXA восновний станZ+1XAзаборонений. ЯдроZXAможе перейти взбуджений стан ядраZ+1XA, аперехід ядраZ+1XA до свого основного стануздійснюється шляхом-випромінювання (рис. 1). На рис. 1зображенорівнібета-радіоактивногоізотопу йоду53І130 йелемента54Хе130, вякийвін переходити шляхомбета-розпаду.Спін йодудорівнює 5, аспінстабільногоксенонурівний нулю.Безпосереднійрозпадзаборонений, томувідбувається натретійзбудженийрівеньксенону. На рис. 1бета-перехідзображуєтьсяпохилоюлінією, агамма-переходи –вертикальнимистрілками.Ліворуч показаноспіни, аправоруч –енергії в Ме.

>Визначенняенергії-квантівдаєможливістьінодіпобудувати схемуенергетичнихрівнів ядра. На рис. 2зображена така схема наприкладі природногорадіоактивногоелементаThC.Вінвипромінюєальфа-частинки йгамма-кванти. Спектренергійальфа-частинокскладається із шести груп.Одночасно спектргамма-випромінюванняскладається із шестимонохроматичнихліній.Виявляється, щоенергію шкірногогамма-переходу можнавизначити якрізницюенергій-частинок.

>Перехід ззбудженого стану ядра восновний (чименшзбуджений)може паралельно ізпроцесомвипромінюваннягамма-квантіввідбуватися йіншим шляхом:енергіязбудженняможе перейти доелектрона атома,внаслідок чого атом якщоіонізований.Такий процесмаєназвувнутрішньоїконверсії, йзовнішнім йогопроявомєелектроннаемісія. Томувнутрішнюконверсію можнавиявити за характеромбета-спектру. Принаявностівнутрішньоїконверсіїрозподілелектронів заенергіями для-розпадумає характеркривої (рис. 3).Такийвиглядкривоїрозподілусвідчить про ті, щокрімнеперервного спектрує ілінійчатий спектр,тобтоіснуютьелектрони ізцілкомпевнимиенергіями, котрівідповідаютьвузьким максимумів накривійрозподілу. Аліціелектронивиникли не шляхом-розпаду, авилетіли ізатомноїоболонкивнаслідоквнутрішньоїконверсії. Цевипливає ізпорівнянняенергіїелектронів ізенергієюгамма-променів.

>Нехай Є –енергія, щовідповідаєпевному максимуму,Е –енергіягамма-фотона, щосупроводитьбета-розпад, таЕі –енергіяіонізації.Дослідпоказує, щоЕ=Е-Еі.ЦейвиразмаєвиглядрівнянняЕйнштейна дляфотоефекту:частинаенергіїгамма-квантупішла назвільненняелектрона із атома, арештуотримав атом.Розрахункисвідчать про ті, щовнутрішняконверсіявідбуваєтьсябезпосередньоюпередачеюенергіїзбудженого ядраелектронуатомноїоболонки.

>ІЗОМЕРИ

>Зазвичай годину життязбудженого стану ядрабуває невеликим, його тяжковизначити (>10-13 з). Однак удеякихвипадкахзбуджений стан ядраможеіснуватидоситьдовго:секунди,години, рокта йнавітьтисячоліття.Такістани (>рівні)щеназиваютьметастабільними. Ядро, щомаєметастабільнийрівень,називаєтьсяізомером.Ядро-ізомер абинесе всобівластивості двох ядер.Йогопараметри (>маса,спін,магнітний момент таін.) в основному таметастабільному станахвідрізняються. Цепризводить до рядуособливостей увластивостяхядер-ізомерів.Наприклад,бета-радіоактивнеядро-ізомерможе матір два (чи понад)періодипіврозпаду.Завдякиційвластивості смердоті і буливідкриті.Ядра-ізомеризустрічаютьсягрупами (>утворюють такзваніостровиізомерії).

>радіоактивнийелектромагнітний гама квант

На рис. 4 показанорівніBr80 узбудженому, основному йметастабільному станах, атакожосновнийрівеньKr80, вякийперетворюється бромвнаслідокбета-розпаду. Ззбудженого стану ** бром шляхомгамма-випромінювання переходити наосновнийрівень практичноумить.Потім бромзазнаєбета-розпаду ізперіодомТ1=18хв. Алііснує ііншаможливість: ззбудженого стану ** бром переходити уметастабільний стан *, наякомузатримується на 4,4 рік.Потімвін переходити восновний стан йзазнаєбета-розпаду.

Отже,другийізомер брому –це простозвичайний бром, * бром,якийперебуває вметастабільномустані,тобтоживевідноснодовгий годину.


СПИСОКВИКОРИСТАНИХДЖЕРЕЛ:

1.Альперин М. М.,Манакин Л. А. Теоретична фізика. Фізика ядра і елементарних частинок. – Київ:Вища школа, 1979. Стр. 79-86.

2. Дубровський І. М., Єгоров Б. У., Рябошапка До. П. Довідник із фізики. Київ:Наукова думка, 1986. Стр. 425.

3.Ландсберг Р. З. Елементарний підручник фізики. Том ІІІ. Коливання і хвилі.Оптика. Атомна і ядерна фізика. Москва: Наука, 1986. Стр. 516-521.

4. Мухін До. М. Цікава ядерна фізика. Москва:Энергоатомиздат, 1985. Стр. 26-30.

5. Трофімова Т. І. Курс фізики: підручник для студентів вузів. Москва: Вищу школу, 1985. 1985. Стр. 385-387.


Схожі реферати:

Навігація