Химические свойства элемента определяются зарядовым числом Z, или числом протонов в ядре.
Изотопы – атомы одного и того же химического элемента, имеющие одинаковое число протонов в ядре (зарядовое число Z) и разное число нейтронов N.
Протоны и нейтроны удерживаются в ядре в результате сильного взаимодействия друг с другом.
Зарядовая симметрия сильного взаимодействия – независимость сил взаимодействия между нуклонами от их электрических зарядов.
Энергетически выгодно парное расположение нуклонов с антипараллельными спинами в одном энергетическом состоянии ядра.
Наиболее стабильными являются четно-четные ядра, состоящие из четного числа протонов и нейтронов, а среди них – «магические ядра», у которых число протонов и нейтронов равно 2, 8, 20, 28, 50, 82, 125
Максимально устойчивостью и потому наибольшей распространенностью в природе обладают дважды магические ядра He, O, Ca, Pb, у которых магическим является
как число протонов так и нейтронов
Радиус ядра зависит от массового числа по закону:
R = r0A1/3 , где r0 = 1.2 нф
Удельная энергия связи – энергия связи, приходящаяся на один нуклон
Радиоактивность – явление самопроизвольного (спонтанного) превращения одних ядер в другие с испусканием различных частиц.
Естественная радиоактивность – радиоактивность, наблюдаемая у неустойчивых изотопов, существующих в природе.
Искусственная радиоактивность – радиоактивность изотопов, полученных искусственно при ядерных реакциях.
Альфа-распад – спонтанное превращение радиоактивного ядра в новое ядро с испусканием альфа-частицы
Бета(минус)- распад – спонтанное превращение радиоактивного ядра в новое ядро с испусканием электрона и антинейтрино.
Энергия распада – суммарная кинетическая энергия продуктов распада.
Гамма- излучение – электромагнитное излучение, возникающее при переходе ядер из возбужденного в более низкое энергетическое состояние.
Период полураспада – промежуток времени, за который распадается половина первоначального числа атомов.
Закон радиоактивного распада – закон убывания числа радиоактивных атомов со временем:
N = N0.
где N0 – первоначальное число атомов
Т1/2 – период полураспада – время за которое распадается половина всех атомов, константа для данного изотопа.
Активность радиоактивного распада вещества – число распадов радиоактивных ядер за 1 с.
Единица измерения – Бк (Беккерель)
1 Бк – активность радиоактивного вещества, в котором за 1 с происходит один распад.
A =
Энергетический выход реакции деления – энергия, выделяющаяся при делении одного ядра.
Цепная реакция деления – реакция, при которой число делящихся ядер лавинообразно нарастает.
Скорость цепной реакции деления ядер характеризуется коэффициентом размножения нейтронов.
Коэффициент размножения нейтронов – отношение числа нейтронов в данном поколении цепной реакции с их числу в предыдущем поколении:
k =
При k=1 реакция протекает стационарно: число нейтронов сохраняется постоянным.
При k>1 реакция нестационарная: число нейтронов лавинообразно нарастает.
Критическая масса – минимальная масса урана, начиная с которой реакция деления ядер становится самоподдерживающейся.
Самоподдерживающаяся реакция деления ядер возникает, если за время пролете нейтроном среды успевает образовываться новый нейтрон в результате реакции деления.
Ядерный реактор – устройство, в котором выделяется тепловая энергия в результате управляемой цепной реакции деления ядер.
Мощность реактора – количество тепловой энергии, выделяющейся в реакторе в единицу времени.
Термоядерный синтез – реакция, в которой при высокой температуре 107К, из легких ядер синтезируются более тяжелые.
Характер воздействия радиоактивного излучения на живой организм зависит от дозы поглощенного излучения и его вида.
Доза поглощенного излучения – отношение энергии излучения, поглощенного облучаемым телом, к его массе:
D =
Единица измерения – 1 Гр(грэй) = Дж/кг
Коэффициент относительной биологической активности, или коэффициент качества k, характеризует различие биологическое действия различных видов излучения.
Эквивалентная доза поглощенного излучения – произведение дозы поглощенного излучения на коэффициент качества:
H = D k
Единица измерения – 1Зв (Зиверт)
Среднее значение эквивалентной дозы поглощенного излучения, обусловленной естественным радиационным фоном – 2 мЗв в год.
Элементарная частица – микрообъект, который невозможно расщепить на составные части.
Фундаментальные частицы – бесструктурные элементарные частицы, которые до настоящего момента времени не удалось описать как составные.
Фермионы – частицы с полуцелым спином: ћ/2, 3ћ/2.
К фермионам относятся электрон, протон, нейтрон, электронное нейтрино.
Бозоны – частицы с целым спином 0, ћ, 2ћ.
К бозонам относятся фотон и π+-мезон
Принцип Паули:
в одном и том же энергетическом состоянии могут находится не более двух фермионов с противоположными спинами.
Для каждой элементарной частицы должна существовать античастица.
Античастица – элементарная частицы, имеющая с данной частицей равную массу покоя, одинаковый спин, время жизни и противоположный заряд.
Аннигиляция – процесс взаимодействия частицы с ее античастицей, в результате которого они превращаются в γ-кванты (фотоны) электромагнитного поля или в другие частицы.
Рождение пары – процесс, обратный аннигиляции
Андроны – элементарные частицы, участвующие в сильном взаимодействии
Лептоны – фундаментальные частицы, не участвующие в сильном взаимодействии
Закон сохранения лептонного заряда:
сумма лептонных зарядов до и после взаимодействия сохраняется.
Мезоны – бозоны со спиновым числом S=0,1, участвующие в сильном взаимодействии
Барионы – фермионы со спином S=1/2: 3/2, участвующие в сильном взаимодействии
Гипероны – все барионы за исключением нуклонов (протонов и нейтронов)
Кварки – фундаментальные частицы, участвующие в сильном взаимодействии.
Кварки являются фермионами и имеют дробный электрический заряд ±2/3е, ±1/3е и дробный барионный заряд ±1/3
Кварки имеют шесть ароматов u, d, s, c, t, b и три цвета – красный, зеленый и синий.
Всего (вместе с антикварками) – 36 кварков.
Все андроны цветонейтральны.
Каждый барион, являясь фермионом, состоит из трех ароматов разного цвета.
Мезоны, являясь бозонами, состоят из кварка и антикварка любого аромата и противоположного цвета.
Окружающий мир состоит из 48 фундаментальных частиц – фермионов (36 кварков и 12 лептонов)
Закон сохранения барионного заряда:
во всех взаимодействиях барионный заряд сохраняется.
Глюон – бозон со спином 1, переносчик сильного взаимодействия.
Всего 8 глюонов (6 из них переносят цветовой заряд, а 2 бесцветны)
Полное число переносчиков фундаментальных взаимодействий – бозонов – равно 13.
РАДИОАКТИВНОСТЬ (уч.11кл.стр.357-362,363-367)
Радиоактивность
Виды радиоактивности
Характеристики видов радиоактивного распада (α, β-, β+, γ)
Электронное антинейтрино
Энергия радиоактивного распада
Закон радиоактивного распада (см.ниже уч.11кл.стр.363-367)
Беккерель(см.ниже уч.11кл.стр.363-367)
Кюри(см.ниже уч.11кл.стр.363-367)
Активность радиоактивного распада(см.ниже уч.11кл.стр.363-367).
Использование радиоактивного распада
Большинство известных изотопов являются неустойчивыми и самопроизвольно распадаются на более устойчивые изотопы.
Радиоактивность –явление самопроизвольного распада и превращения одних (нестабильных) атомных ядер в другие с испусканием различных частиц
Устойчивыми и стабильными являются лишь атомные ядра с энергией связи нуклонов, большей суммарной энергии связи нуклонов с продуктах распада.
Это явление определяется как самопроизвольное превращение неустойчивого изотопа одного химического элемента в изотоп другого; при этом происходит испускание электронов, протонов, нейтронов или ядер гелия.
Было установлено, что эти превращения ядер не зависят от внешних условий: освещения, давления, температуры и т.д.
Существует два вида радиоактивности:
- естественная – радиоактивность, наблюдаемая у неустойчивых изотопов, существующих в природе. Как правило, она имеет место у тяжёлых ядер, располагающихся в конце таблицы Менделеева, за свинцом. Однако имеются и лёгкие естественно-радиоактивные ядра: изотоп калия , изотоп углерода и другие.
- искусственная – радиоактивность изотопов, полученных искусственно при ядерных реакциях
Принципиального различия между ними нет.
Известно, что естественная радиоактивность тяжёлых ядер сопровождается излучением, состоящим из трёх видов: a-, b-, g-лучи.
Причиной радиоактивного распада является нарушение баланса между числом протонов с ядре Z и числом нейтронов N. Во всех стабильных ядрах (за исключением ) Z ≤ N поле ядерного притяжения нейтронов компенсирует кулоновское отталкивание протонов.
При нарушении требуемого баланса ядро обладает избыточной энергией и стремиться перейти в состояние с меньшей энергией.. Ядра, содержащие избыточное число протонов, освобождаются от этого избытка в результате альфа-распада.
a-лучи - это поток ядер гелия ( заряд 2е, а масса 4 а.е.м.) обладающих большой энергией, которые имеют дискретные значения.
Знак заряда у них положительный. Имеют большие скорости, достигающие десятых долей скорости света, значит обладают большой энергией.
Альфа-распад – спонтанное превращение радиоактивного ядра в новое ядро с испусканием α-частицы
b-лучи - поток электронов движущихся с огромными скоростями близкими к скорости света, энергии которых принимают всевозможные значения от величины близкой к нулю до 1,3 МэВ.
Природа бета лучей была установлена раньше всех – в 1899 году. По их отклонению в электрическом и магнитных полях был измерен удельный заряд. Оказалось, что он такой же как у электрона.
Ядра, содержащие избыточное число нейтронов, уменьшают их число в результате бета-распада.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98
