Fizica nucleului, Fizica nucleului, radioactivitatearadioactivitatea

Elev: Popa AnamariaClasa: XII tiin ele NaturiiȘ ț

Profesor: Apostol Ghi ăț

 

 

 

CaracCaractteristicile nucleuluieristicile nucleuluiElementele constructive ale nucleelor sunt protonii şi neutronii. Protonii şi neutronii au multe proprietăţi comune şi ei sunt deseori priviţi ca două stări de sarcină diferită ale unei unice patricule numită nucleon.

Numărul A de nucleoni din nucleu este numărul de masă sau numărul nucleonic.Numărul pozitronilor dă numărul de sarcină al nucleului sau numărul atomic pentru atomul respectiv Z.Numărul neutronilor va fi A-Z=N.

Notarea unui nucleu se va face:

Nuclizii pot fi grupaţi în următoarele categorii: Izotopii definesc nuclizii care au aceeaşi sarcină Z:

·      Izotoni definesc nuclizii care au acelaşi număr de neutroni N=A-Z  ·      Izobari definesc nucleele care au celaşi număr de masă A

Unităţile dimensionale în nucleu sunt de ordinul:Unitatea atomică de masă u.a.m. este a 12-a parte din masa nucleului de 12

6C

Cunoscând valorile precise ale maselor protonilor şi neutronilor se poate calcula defectul de masă al nucleului.

Această mărime corespunde energiei de legătură a nucleului.Energia de legătură raportată la numărul de nucleon are aproximativ aceeaşi valiare pentru toate nucleele stabile adică conform relaţiei lui Einstein: Nuclear binding energy = Δmc2

ZAZAMMZAMZ np ,,

·      Maxima stabilitate se manifestă în regiunea nucleului de Fe . Stabilitatea tinde să se realizeze prin reacţii de fisiune în domeniul numerelor de masă mare şi prin reacţii de fuziune în regiunea cu vqalori mici pentru A.·      Energia de legătură per nucleon are valori de~8MeV adică mult mai mare decăt energia de legătură a electronilor ~ eV.

Radioactivitatea naturala Anterior am arătat caracterul instabil al unor izotopi. Aceste nuclee tind să se stabilizeze. Fenomenul de radioactivitate a elementelor existente în natură este cunoscut sub numele de radioactivitate naturală.Dezintegrarea radioactivă este guvernată de o lege exponenţială de forma:

Se mai definesc de asemenea:Timpul de înjumătăţire

·      Viteza de dezintegrare sau activitatea este numărul de nuclee dezintegrate în unitate de timp, sau

unitatea de măsură este s-1, dar în practică se utilizează unitatea 1curie(ci) care este activitatea unei surse ce prezintă 3,7*1010dez/sec(activitatea unui gram de radiu).

toeNN

dt

dN

·      Timpul de viaţă 

În 1934 Irene şi Frederic Joliot- Curie descoperă şi radioactivitatea artificială.În procesele de dezintegrare intervin:

Dezintegrarea  Dezintegrarea a fost pusă în evidenţă în cadrul

procesului de dezintegrare radioactivă Naturală şi în generalSe poate considera că procesul dezintegrării se desfăşoară în două etepe:·      Formarea particulei în interiorul nucleului prin asocierea de nucleoni,·      emisia particulei prin efect tunelEnergia particulelor este de ~8.78 MeV.

HeThU 42

23490

23892

HeYX AZ

AZ

42

42

Dezintegrarea Defineşte procesul de transformare spontană a nucleelor instabile izobare cu numărul de ordine Z=1 ca rezultat al emisiei unui electron, al unui proton sau a capturii unui electron din păturile electronice. sau sau Din legile de conservare a impulsului şi momentului cinetic se impune ca dezintegrarea să fie însoţită de emisia unei partticule neutre şi de masă foarte mică neutrino. Masa de repaus(<10-3moe) se poate considera nulă.Emisia antiparticulei electronului pozitronul este numită tot radiaţie .

ePaTh 01

23491

23490

~011 eYX A

ZAZ

eCN 01

136

137

~0

11 eYX AZ

AZ

Spectrul electronilor şi pozitronilor emişi este continuu caracterizat de o energie maximă între 18MeV şi 16MeV.

Captura electronică constă în capturarea de către nucleu a unui electron de pe o pătură electronică internă a atomului. Acest proces este însoţit de emisia unei radiaţii X specifice sau altfel spus emite raze .Radiaţia sunt fotoni de energie foarte mare.

Familii radioactiveFamilii radioactiveDin studiul radioactivităţii naturale s-a găsit că elementele radioactive se grupează în 4 familii.