Механические колебания. Виды колебаний. Характеристики колебаний. Сложение колебаний одного направления и взаимноперпендикулярных, страница 9

27. Ядро. Характеристики ядра. Особенности ядерных сил. Энергия связи. Удельная энергия связи.

В 1932 после открытия нейтрона было предположено, что ядро состоит из протонов и нейтронов (нуклоны).

а) заряд ядра равен кол-ву протонов, находящихся в ядре.

б) порядковый номер в таблице Менделеева показывает число протонов и ē.

в) m_p=1836m_e=1,667·10^-27кг=1,00728 аем г) m_p≈m_n, m_n-m_p=2,5m_e, m_n=1,00867 аем д) Z·e – заряд ядра, А – массовое число эл-та, Z - порядковый № эл-та е) изотопы – разновидности атомов данного химического эл-та, обладающие одинаковым зарядовым числом, но разным массовым. Изобары – ядра хим эл-тов у которых одинаковые массовые числа, но разные заряды.

Ядерные силы – это силы, существующие между протоном и нейтроном в ядре.

а) это короткодействующие силы, проявляющиеся только на расстоянии 1 ферми (10^-15м)

б) эти силы не являются центральными, т.е. действующими только по линии, соединяющей нуклон.

в) эти силы обладают насыщенностью, т.е. каждый нуклон в ядре взаимод-ет только с ограниченным числом нуклонов.

г) обладают зарядовой независимостью, т.е. p и p, n и p, p и n, n и n.

д) эти силы неэлектрического происхожд-я.

Устойчивость атомных ядер говорит о том, что между нуклонами существует связь. Удельная эн-ия связи нуклона – это физическая величина равная той работе, которую нужно совершить, чтобы удалить данный нуклон из ядра без придания ему Ек. Эн-ия связи – это р-та, которую нужно совершить для расщепления ядра на составляющие его нуклоны без придания им дополнительной Ек.

Е_св=(Zm_p+Nm_n-m_a+Zm_e)C²=(Z(m_p+m_e)+Nm_n-m_a)C²=(Zm_н+Nm_n-m_a)C² [Дж] (1).

Чаще всего расчет эн-ии связи используют в МэВ, поэтому (1) представим так, чтобы массу можно было подставить в аем, а расчет эн-ии был в МэВ

Е_св=(Zm_н+Nm_n-m_a)C²·1,67·10^-27=(Zm_н+Nm_n-m_a)C²·1,67·10^-27/1,6·10^-19=(Zm_н+Nm_n-m_a)931[МэВ].

Е_уд=Е_св/А

28. Радиоактивность. Виды. Закон радиоактивного распада. Графическая зависимость. Связь постоянной распада и периода полураспада. Единицы измерения радиоактивности. Плюсы и минусы атомной энергетики.

Радиоактивность – испускание элементарных частиц, превращаясь в ядра других элементов. В МП радиоактивное излучение распадается на 3 луча: α, β, γ. α-излучение – это поток ядер гелия, обладает большой энергией ионизации, но малой проникающей способностью. β – поток ē-в вылетающих со скоростью 0÷0,99С, обладает большой проникающей способностью, но малой эн-ей ионизации. γ – это излучение близко к рентгеновскому, обладает большой ионизирующей способностью, но малой проникающей способностью.

Пусть N₀ – начальное число ядер. N – число ядер, оставшихся (не распавшихся) с течением времени.

dN – число ядер, распадающихся за время t.

dN=-λNdt, dN/N=-λdt.

Знак минус показывает, что число ядер со временем убывает. , lnN=-λt+lnC. Найдем постоянную из нач-х усл-й t→0, N=N₀. lnN=lnC, N=C=No, lnN=-λt+lnNo, lnN-lnNo=-λt, ln(N/No)=-λt, N/N_o=e^-λt, N=N_oe^-λt – з-н радиоакт распада.

No – начальное число ядер

N – число ядер оставшихся через время t

λ – постоянная радиоакт распада показывает скорость распада.

Из этого з-на видно, что число ядер убывает со временем по ехр.

Период полураспада – это время, при котором за время t расп-ся ровно ½ от начального числа ядер. При t=T/2 → N=No/2, No/2=N_oe^-λT, ½=e^-λT, 2=e^λT, ln2=λT, T=ln2/λ.

[A] – активность эл-та показывает число распадов за сек.

[A]=расп/с, [A]=1Бк=1расп/с, [A]=Ки, 1Ки=10⁶расп/с=10⁶Бк, [A]=Резерфорд=3,7·10¹⁰расп/с=3,7·10¹⁰Бк.

Достоинства:

а) отсутствие затрат на транспортировку топлива б) малые затраты на произв-во эн-ии в) нет загрязнения

Недост:

а) опасность радиоакт заражения б) проблемы утилизации