Явление радиоактивности, виды радиоактивности. Классификация элементарных частиц (кварки). Альфа-распад ядер и его особенности. Кварковая структура адронов. Счетчики Гейгера-Мюллера. Прохождение гамма-квантов через вещество, страница 11

Еще Бартлер (1932г) и Эльдогер(1933) обратили внимание на особую устойчивость ядер, у кот. число Z или N(или оба числа) совпадают с одним из так наз-х «магических» чисел 2,8,20,28,50,82, 126(N).Ядра, у кот. число Z(или ) и N совпад.с магическим наз.:если Z и N – дважды магическими(магическими). Эта устойчивость проявляется в след.:

1) эн-я связи этих ядер мах

2) это наиболее распрастр. в природе ядра(ставильные)

3) вер-ть захвата нейтрона мала

4) квадрупольные моменты ядер малы, что указ. на сферич. симметрию таких ядер

5) при делении урана образ. 2 неодинаковых осколка с большой вер-тью 1-й содержит 50 нейтронов, а 2-й 82 нейтрона

6) число изотопов у таких ядер больше чем у соседей 19К-2 изотопа, 20Са-6 изотопов

Т.о. опытные факты говорят говорят о том что магические числа р и п образуют в ядре особенно устойч. замкнутые оболочки. Оболочка это совокупность близких по энергии уровней разделенных энергетич. интервалами DE значительно превыш-ми м/у уровнями DE1.

1 : одночастичные оболочечные состояния – в этой модели нуклоны движ. независимо др. от др. в сферически симметричной потенц. яме м/о найти собственные сост. нуклонов в этой яме. Эти сост. хар-ся квант. числами, кот. опред. физ. величины, сохр. при дв-нии в сферически симметричном поле. Нуклоны в ядре распростр. в соответствии с принципом Паули. 1) полн. момент кол-ва дв-я нуклона это сумма орбитального и спинового моментов . Полн. момент нуклона-еличина полуцелая J=l±1/2; 2) если сист. обладает сферич. симметрией, то сохр. не только J, но и четность системы П=(-1)е .Т.к. четность зависит от l то вместо квантов. числа П м/о использовать квант. число. l. 3) Т.к. в квант. мех-ке одновременно м/о знать только модуль вектора и его проекцию на выбранную ось, то Jzmj, то 3-ей величиной сохр-щейся будет квантов. число mj из-за сферической симметрии эн-я нуклоновского состояния не зависит от квантового числа J , поэтому каждая lи j орбита (2j+1) вырождены.

mj=2j+1-кратно вырождена. Вырождение по энергии образует ядерную подоболочку. Для полного описания состояния нуклона в ядре чисел mj,l,j недостаточно т.к. м/т быть множества состояний с одинаковыми числами. 4) Недостающее квант.число-это главное квантов. число поно нумерует нуклоны орбит с одинаковыми зн-ми lи j, п=1,2,3,…;в порядке увеличения их по эн-гии.

2 : предсказание. 1) Ядерные оболочки отделены др. от др. широкими эн-кими интервалами. Четность и спин 2-ды магнитических ядер в основном состоянии есть величина(0)+; 2) св-ва ядер имеющих на одну частицу больше(меньше) магического ядра определяется этой частицей, поскольку из-за большей эн-гии возбужд. м/о принебречь степенями свободы остальных нуклонов и считать что они образуют инертный остов.3) модель объясняет многие св-ва ядер нах-ся в основном или слабо возужд. состоянии.. Все четно-четные ядра в основном сост. имеют хар-р уровня ядра (0)+; 4) спаривание объясняет самое низшее состояние нечетн. ядер, как одночастичные соотватствующ. не спаренной нечетной частице; 5) оболочечная модель правильно описывает общ. поведения магн. моментов ядер для нечетных ядер, магн. момент обусловлен магн. моментом не спаренной нечетной частицы; 6) модель объясняет закон-ть a и β распада и многие особенности ядерных реакций; 7) Недостаток: не дает правильного значения квадрупольного момента ядер Q, не объясняет поведение сильно возбужденных ядер.

Полупроводниковый детектор.

П.Д. широко применяется для детектирования и спектрометрии заряженных частиц и g- квантов благодаря высокому разрешению по энергии, малому времени нарастания сигнала и малым размеров. Основным элементом П.Д. является монокристаллический полупроводник  обладающим электронно-дырочным (p-n) переходом. Заряженная частица проникая в кристалл за счет ионизации образуют дополнительные электронно-дырочные пары которые в электрическом поле перемещаются к электродам и создают на них импульс тока, который усиливается и регистрируется. П.Д. могут с большой точностью измерять энергию частиц. Среди П.Д. существует класс поверхностно-барьерных детекторов у которых p-n-слой создан непосредственно у поверхности кристалла. Такие П.Д. используют для регистрации частиц с коротким пробегом не превышающем толщину переходного слоя.