Білім беру бағдарламасы «6В01505 Физика-информатика»
Әдебиеттер: 8,9,10, 14,15 4-апта
жүктеу/скачать 2.7 Mb.
|
| Әдебиеттер: 8,9,10, 14,15
4-апта №4. Тақырып:Радиоактивтілік. – сәулелену және оның қасиеттері. Дәрістің мазмұны: – сәулелену және оның қасиеттері. Гамма-сәулелену дегеніміз өте жоғары энергиялы фотондар болып табылады. Ядроның γ-сәулеленуді шығаруы кебіне қозған атомдардың фотон шығаруына ұқсас болады. Атом тәрізді ядро да қозған күйде бола алады. Энергиясы теменірек күйге, немесе негізгі күйге өткен кезде ядро фотон шығарады. Ядроның рұқсат етілген энергетикалық деңгейлері атомның энергетикалық денгейлеріне қарағанда кеңірек, егер атомда көршілес энергетикалық деңгейлердің арасы бірнеше электрон-вольт болса, ядрода көршілес энергетикалық деңгейлердің аралары 103 немесе 106 эВ-қа жетеді. Демек, шығарылатын фотондардың энергиясы бірнеше килоэлектронвольттардан бірнеше мегаэлектронвольттарға дейін өзгере алады. Тек берілген ыдырауға сәйкес келетін γ -сәулеленудің энергиясы әрқашанда бірдей болады. γ-сәулеленудің заряды болмайтындықтан, γ-ыдырау кезінде бір химиялық элементтің екінші химиялық элементке түрленуі жүрмейді. -сәулелену , - ыдырау кезінде бірге шығатын сәулелену, ол тағы да басқа ядролық реакцияларда шығады. Қазіргі ұсыныстар бойынша - сәулеленуді алғашқы ядро емес, қозған туынды ядро шығады. Төлдік ядро негізгі күйінде көшкен кезде -квант шығады. Осындай өзгерісті радиация деп атайды. -кванттың спектрі сызықты . - кванттық спектрі сызықты болғасын ядродан шығатын энергетикалық спектр дискретті деп аталады. Р адиациялық ауысуды осылай түсінуге болады: қозған туынды ядро негізгі күйге көшкенде - квант шығарады Е=һ. - кванттың энергиясы улкен болғасын жиілігі өте үлкен, яғни толқын ұзындығы өте аз 10-30 1 А. - өте аз болғандықтан -кванттың толқындық қасиеттері ескерілмейді. Қозған күйдегі ядро негізгі күйге көшкен кезде - квант шығады да және өзінің энергиясын электрондық қабықшадағы электронға береді. Бұл электронның энергиясы өте үлкен болғасын ядромен байланысын үзіп, атомнан шығады. Бұндай процесті конверсия деп атайды. Ал энергияны қозған ядродан электронға беру құбылысын ішкі конверсия деп атайды. Шығып кеткен электронның ваккантты орны жоғарыда жатқан қабықшалардан толтырынады. Сол кезде -сәулелену шығады. Бұл процесс кезінде рентген сәулелері шығады. Ішкі конверсия құбылысын - ыдыраумен шатастырмау керек. Ішкі конвекция кезінде электрон электрондық қабықшадан шығады да, ядро заряды өзгермейді. Ішкі конверсия кезінде электронның алып шығатын энергиясы - квант энергиясынан шығу жұмыс шамасына кем. Е=һ-Ашығ Бұл жұмыс электронның оң зарядталған ядродан айырылуына шығатын жұмыс. Энергиядан басқа электрон өзімен бірге импульс, импульс моменті және спин алып шығады. Спин тек қана нуклондардың спинінен емес орбиталдық спиннен де құрылған. Ядро қозған күйге қалай етеді? Бұл оның басқа бір бөлшекпен серпімсіз соқтығысуы кезінде болуы мүмкін. Радиоактивтік ыдыраудың нәтижесінде пайда болатын төлдік ядро көбіне қозған күйде пайда болады. Оған 7-суретте көрсетілген энергия деңгейлері сызбасы мысал бола алады. бор ядросы -ыдыраудыңнәтижесінде тікелей ядросының негізгі күйіне немесе, ядросының қозған күйіне өте алады, осыдан кейін ол энергиясы 4,4 МэВ болатын γ-сәулелену шығарып, негізгі күйге өтеді. Радиациалық ауысудың ауытқудың ықтималдығы негізгі және қозған күйлердің энергиясының айырмашылығымен және спинімен байланысты. Егерде негізгі және қозған ядролардың спиндерінің айырмашылығы өте үлкен болса, ядро қозған күйде өте көп уақыт бола алады (суреттегі секілді). Мұндай кездерде ядро метастабилдық күйде тұр дейді. Ядро метастабилді күйде бірнеше тәулікке дейін бола алады. Кей кезде бір жылға дейін. Бірақ әр түрлі энергетикалық күйдегі ядроларды әр түрлі ядролар деп есептейді, оларды изомерлер деп атайды. Изомердің өмір сүру уақыты әр түрлі болады, ал z пен А саны бірдей болады. Алғашқы рет изомерия құбылысын 1935ж. Совет физиктері И.В. Курчатов пен Л.И. Русинов ашқан. -квант массасы 0-ге тең. Жылдамдығы жарық жылдамдығына тең. Сондықтан - квантты не үдетуге, не тоқтатуға болмайды. - квант заряды да 0-ге тең, сондықтан заттан өткен кезде траекториясы өзгермейді. - квант заттан өткен кезде төрт эффект байқалады: 1. Фотоэффект 2. Комптон эффектісі 3. Жаңа жұптар жаратылу эффектісі 4. Ядролық фотоэффект. Егерде - кванттың энергиясы 100кэВ-тан кем болса, фотоэффект құбылысы байқалады. Фотоэффект -квант электронды атомның бір электрондық қабықшасынан шығарып алған кезде болады, яғни байланған электрондарда болады. Егерде - кванттың энергиясы шамамен 0,5МэВ болса және тәуелсіз электрондар электронмен соқтығысқан кезге дейін Комптон эффектісі пайда болады. - кванттың толқын ұзындығы болса, онда ол соғылысқаннан кейін ' қосымша толқын ұзындығы пайда болады, ' > . Жаңа жұптар жаратылу эффектісі байқалады егер - кванттың энергиясы Е =2m0c2 тең болса. Бұл энергияның шамасы 1,02МэВ. Осындай энергиясы бар - квант электрон позитронды жұп шығарады: Ядролық фотоэффект егерде - кванттың энергиясы ядродағы нуклондардың байланыс энкергиясынан үлкен болса, - квант ядродан нуклондарды шығарып алады. Бұл энергияның шамасы 1,1МэВ8,7МэВ. Көбіне - квант ядродан нейтронды шығарады. - кванттың өте үлкен өтімділік қасиеті бар. Осыған байланысты оны деффектоскопияда пайдаланады. Зерттеу материалынан өткен кезде - кванттың энергиясы көп өзгермейді де, ал саны өзгереді. - кванттың өте үлкен ионизациялау қасиеті де бар. Сондықтан -сәулелену ионизациялық дозамен сипатталады. Үш дозасы бар: 1) Жұтылатын. 2) Экспозициялық.3) Биологиялық. жүктеу/скачать 2.7 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|