Лекция. Альфа-ыдырау ( a -ыдырау) деп ядроның спонтанды өзгеруі, нәтижесінде еркін a-бөлшегі (ядро нуклида ) пайда болады a ыдыраудың жазылу түрі
жүктеу/скачать 201,5 Kb.
|
8.Альфа-ыдырау
- Бұл бет үшін навигация:
- (8.3) шарты a-ыдырауына жеткілікті шарты болып есептеледі.
- 1-сурет. Альфа-спектрдің жұқа құрлымы 2-сурет. Ұзақжүрісті альфа-бөлшектер
- Период полураспада α-активных ядроның жартылай ыдырау периоды шығатын а-бөлшектің кинетикалық энергиясы кеміген сайын өседі.
|
8.Лекция. Альфа-ыдырау Альфа-ыдырау (a-ыдырау) деп ядроның спонтанды өзгеруі, нәтижесінде еркін a-бөлшегі (ядро нуклида ) пайда болады. a –ыдыраудың жазылу түрі: А массалық санының өсуі кезінде меншікті байланыс энергиясының кемуі байқалатын ауыр нуклидтерде a-ыдырау байқалады. Бұл аймақта нуклондардың ядрода кемуі меншікті байланыс энергиясынның өсуіне әкеледі. Бірақ А бірге кемуі кезінде меншікті байланыс энергиясы ядродағы нуклондар байланыс энергиясынан кем болып, протон немесе нейтронның шығуы мүмкін емес болады. Дегенмен α-бөлшегін шығару энергетикалық жағынан ұтымды болады, өйткені 4Не ядросының нуклондар байланыс энергиясы 7,1 МэВ шамасында және ауыр нуклондардың меншікті байланыс энергиясына жуык. Массасы орташа a-активті ядролар лантаноидтарда бар. Бұл ядроларда нейтрондардың саны нейтрондық қабатты толтыру кезіндегі сиқырлы сан 82-ден үлкен болуымен түсіндіріледі. Мұндай нейтрондарының саны 84-ке тең ядроларға ретінде және болып табылады. Энергетическая возможностьЕгер бастапқы ядро массасы шыққан ядро массаларының қосындысынан үлкен болса альфа –ыдырау энергетикалық жағынан мүмкін. немесе нейтрал атомдардың массаларын қолданатын болсақ a-ыдырау кезінде шығатын энергия: a-ыдырау мынадай жағдайда болады, егер: немесе (8.3) мұнда – аналық ядромен салыстыра алғандағы α-бөлшегінің байланыс энегиясы. (8.3) шарты a-ыдырауына жеткілікті шарты болып есептеледі. a-ыдырау үшін (8.3) шартының орындалуын осы шартқа енгетін ядролардың массасын табуға Вейцзеккер формуласын қолдана теориялық түрде бағалауға болады. Есептің қорытындыласақ Z>73 үшін < 0. Әртүрлі нуклидті ядролар ыдырау кезінде a-бөлшегінің Тά кинетикалық энергиясы 4 - 9 МэВ аралығында өзгереді. Альфа-ыдырауы кезінде бөлінетін Ea энергиясы a-бөлшектің Тa кинетикалық энергиясына және аналық ядроның Тя кинетикалық энергиясына беріледі. Часть энергии ΔΕ энергияның бір бөлігі аналық ядроның қозу энергиясына ауыса алады. Сонымен, альфа-ыдырау кезінде энергияның сақталу заңы мынадай түрге келеді: Егер ядро α-ыдырау кезінде зертханалық координаттар жүйесінде қозғалмаса, онда оның импульсі нөлге тең. Онда импульстің сақталу заңынан a-бөлшектің (Рά ) және аналық ядроның (Ря) импульстерінің абсолют шамасы нөлге тең: Ра = Ря Импуль пен кинетикалық энергия арасындағы релятивистік емес байланысты қолдануға болады: Соңғы үш қатынастан (8.4) –тан Та/ТЯ =MЯ/mά. Кинетикалық энергияның 98% көбі a-бөлшекке беріледі. Берілген ыдырау типі үшін әрбір α-бөлшектің энергиясы қатал түрде бірдей. Сонымен қатар α-спектрометрде α-бөлшекті зерттеу кезінде негізгі интенсивтілігі ең жоғары энергетикалық топтан басқа әр топтың өздік энергиялық мәні бар энергиясы төмен α-бөлшектер тобы байқалады. Мұндай энергетикалық спектр сызықтық деп аталады. Негізгі топқа қарағанда энергиясы аз α-бөлшектің ауадағы өтетін жолы қысқа және қысқажүрісті α-бөлшектер деп аталады. 1-сурет. Альфа-спектрдің жұқа құрлымы 2-сурет. Ұзақжүрісті альфа-бөлшектер Қысқажүрісті бөлшектерді шығару кезінде әрдайым γ-сәулелену жүреді. Альфа-ыдырау үрдісі статистикалық мән қабылдағандықтан, бірдей сорттың ядролары әртүрлі қозу күйлерінде пайда бола алады. Сонымен, ядросы көп берілген aльфа-активті көзінде α-бөлшектер және аналық ядроның қозған деңгейлер энергиясының заңдылықты дискретті жиыны пайда болуы мүмкін. Кейбір бета-ыдыраудан кейін болатын жағдайларда aльфа-активті ядро ең алдымен қозған күйде болады. Онда γ‑квантын шығарумен жүретін негізгі күйге ауысуға дейін ядролардың аздаған бөлігінде альфа-ыдырау жүре алады. Мұнымен қоса кинетикалық энергиясы негізгі күйдегі a-бөлшектікінен үлкен а-бөлшек пайда болады. Мұндай а-бөлшектер ұзақжүрісті деп аталады. Жартылай ыдырау периоды мен шығатын α-бөлшектің кинетикалық энергиясының арасында тұрақты байланыс бар екені тәжирибе жүзінде дәләлденген. Период полураспада α-активных ядроның жартылай ыдырау периоды шығатын а-бөлшектің кинетикалық энергиясы кеміген сайын өседі. Дегенен, алфа-бөлшектің кинетикалық энергиясы 4 - 9 МэВаралығында жатса, онда жартылай ыдырау периоды 10-7с ÷ 1010жыл аралығында жатады. Гейгер және Нэттола заңы Rα –ядродан шығатын a-бөлшектің жүрген жолы А константасы барлық қатарлар үшін бірдей, ал В константасы 5 % шамасында бір-бірінен айырмашылығы Егер журіп өркен жол мен энергия арасындағы байланысты қолдансақ: Ауыр ядродан (уран) шығатын альфа –бөлшек үшін кулондық тосқауылдың мәні ~ 31 МэВ. Альфа-бөлшектің кинетическая энергиясы ~8,8 МэВ. Шекті өлшемді α-бөлшектер үшін тосқауыл мәне біраз төмен, 22 ÷ 25 Мэв-ті құрайды. Преодоление частицей с кинетической энергиясы 4 ÷ 9 Мэв α-бөлшектің мұндай тосқауылдан асып өтуі классикалық түсініктен мүмкін емес. Дегенмен, кванттық заңдар бойынша, тосқауылдың енінің кез келген шекті мәнінде оған түскен энергиясы оң бөлшек аз да болсын өтіп кету ықтималдылығы D бар. D шамасын тосқауылдың мөлдірлігі деп те атайды. - а-бөлшектің және ядроның келтірілген масса. жүктеу/скачать 201,5 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|