Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Конспект лекций по ядерной физике Основы ядерной физики Атомная энергетика Испытания ядерного оружия Ядерные технологии Ядерные реакторы Экологическая политика Атомная установка на авианосце

Энергия Альфа частиц Радиоактивные превращения ядер

Выполнение условия (3.4.5) для a-распада можно теоретически оценить, используя формулу Вейцзеккера (2.2.1) для нахождения масс ядер, входящих в (3.4.2). Коэффициенты, используемые в формуле (2.2.1) известны, и расчет приводит к выводу о том, что  < 0 для Z> 73.

Особо точно кинетическая энергия α-частиц измеряется с помощью магнитного α-спектрометра, принцип действия которого аналогичен масс-спектрметру (рис. 1.3.1). Согласно формуле (3.1.12), радиус окружности, по которой движется заряженная частица, прямо пропорционален ее импульсу. Если масса и заряд всех частиц одинакова, как в случае a-частиц, то выполняется анализ скоростей или кинетических энергий a-частиц.

Менее точно энергию a-частиц можно определить по их пробегу Raв воздухе при нормальных условиях, который связан с энергией a-частиц эмпирической формулой:

Rα [см] =

(3.4.5)

Измерения показали, что кинетическая энергия Taa-частиц при распаде ядер различных нуклидов меняется в пределах 4 - 9 МэВ.

Энергия Ea, выделяющаяся при a-распаде, переходит в кинетическую энергию a-частицы Тa и кинетическую энергию ТЯ дочернего ядра. Часть энергии ΔΕ может также переходить в энергию возбуждения дочернего ядра. Таким образом, закон сохранения энергии при a-распаде имеет вид:

(3.4.6)

Если ядро, испытывающие α-распад, неподвижно в лабораторной системе координат, то его импульс равен нулю. Тогда из закона сохранения импульса следует, что абсолютные величины импульсов a-частицы (Рa ) и дочернего ядра (РЯ) равны друг другу:

Рa = РЯ,

(3.4.7)

[an error occurred while processing this directive]

Поскольку Тα << Mα и ТЯ << MЯ, то скорости a-частицы и дочернего ядра много меньше скорости света и можно воспользоваться нерелятивистской связью между импульсами и кинетической энергией:

и .

(3.4.8)

Из последних трех соотношений получаем

(3.4.9)

(3.4.10)

Из (3.4.9) и (3.4.10) следует, что Тa/ТЯ = MЯ/ma, т.е. больше 98% кинетической энергии передается a-частице. Особо следует обратить внимание на то, что энергия каждой α-частицы всегда одинакова.

 


7271f726
На главную сайта Dvoika.net