Transcript Завантажити PPSX

α
γ
β
Фотопластинка
S
N
Ернест Резерфорд (1871 –
1937)
У 1899 році Е. Резерфорд в результаті експериментів виявив, що
радіоактивне випромінювання неоднорідне і під дією сильного
магнітного поля розпадається на дві складові,  - й  - промені. Третю
складову,  - промені, виявив французький фізик П. Вілард в 1900 р.
α
γ
β
Фотопластинка
Алюміній
Папір
S
N
Ернест Резерфорд (1871 –
1937)
У 1899 році
Е. потоки
Резерфорд
в результаті
експериментів
виявив,
β-частинки
α-частинки
––це
це
ядра
атома
електронів,
гелію,
що
що рухаються
рухаються
зізішвидкістю
швидкістю
~1/15
с. що
с.
радіоактивне
випромінювання
неоднорідне
ікілька
під паперу
дією товщиною
сильного
Їх
Через
можемалу
затримати
проникну
алюмінієва
здатністьпластинка
їх затримує
товщиною
навіть аркуш
міліметрів.
магнітного
поля розпадається на дві складові,  - й  - промені. Третю
0,1
мм
складову,  - промені, виявив французький фізик П. Вілард в 1900 р.
α
γ
β
Алюміній
Свинець
S
N
Ернест Резерфорд (1871 –
1937)
β-частинки
γ-частинки ––це
цепотоки
квантиелектронів,
високої енергії,
що рухаються
що мають
зі швидкістю
швидкість ~світла.
с.
Їх
Навіть
може затримати
свинцева алюмінієва
пластинка пластинка
товщиною
товщиною
1 см зменшує
кілька міліметрів.
його інтенсивність тільки на половину.
𝑨
𝑿
𝒁
→
𝑨−𝟒
𝒀
𝒁−𝟐
+
𝟒
𝑯𝒆
𝟐
Під час α-розпаду нуклонне число ядра атома зменшується
на 4, а протонне на 2, тому утворюється ядро елемента,
порядковий номер якого в періодичній таблиці на 2 одиниці
менший, ніж порядковий номер вихідного елемента.
𝑨
𝒁𝑿
→
𝑨
𝒁+𝟏𝒀
+
𝟎
−𝟏𝒆
+ 𝝂𝒆
Під час β-розпаду нуклонне число ядра атома залишається
незмінним, а протонне збільшується на 1, тому
утворюється ядро елемента, порядковий номер якого в
періодичній таблиці на 1 одиницю більший, ніж порядковий
номер вихідного елемента.
𝑨 ∗ 𝑨
𝒁 𝑿 → 𝒁𝑿
+
𝟎
𝟎𝜸
 - випромінювання пов'язане з переходом ядра із збудженого
стану з високим рівнем енергії на нижчий рівень.
 - випромінювання може супроводжувати  і  - розпади.
 - випромінювання не викликає зміни заряду, а маса ядра
змінюється на дуже малу величину.
𝟏𝟒
𝟕𝑵
+
𝟒
𝟐𝑯𝒆
→
𝟏𝟖
𝟗𝑭
→
𝟏𝟕
𝟖𝑶
+
Перша штучна ядерна реакція яку вдалося здійснити
Е. Резерфорду у 1919 р.
𝟏
𝟏𝑯
𝟗
𝟒𝑩𝒆
+
𝟒
𝟐𝑯𝒆
→
𝟏𝟐
𝟔𝑪
• Джон Чедвік (учень Резерфорда) у
1932 р. спостерігав у камері Вільсона
треки ядер азоту, які зазнавали зіткнення
з берилієвим промінням.
• За його оцінкою енергія γ-квантів
повинна була становити 90 МеВ. Подібні
досліди з ядрами аргону дали число
150 МеВ.
+
𝟏
𝟎𝒏
Джон Чедвік
(1920-1998)
α- частинки
протони
берилій
свинець
• Ірен та Фредерік Жоліо-Кюрі за
допомогою камери Вільсона виявили
протони і оцінили їх енергію.
• Якщо протони прискорювалися за
рахунок зіткнення з γ-квантами, то
їх енергія повинна бути близько
55 МеВ.
парафін
Ірен
Жоліо-Кюрі
(1897-1956)
Фредерік
Жоліо-Кюрі
(1900-1958)
𝟏
𝟎𝒏
→
𝟏
𝟏𝒑
𝟎
+ −𝟏𝒆
+ 𝝂𝒆
•Існування нейтрона передбачив Резерфорд ще за 10 років до
дослідів Чедвіка.
• Нейтрон – частинка нестабільна.
• У вільному стані він розпадається за час τ = 885,7(8)с на
протон, електрон і антинейтрино – частинку, надзвичайно
великої проникної здатності, що не має маси спокою.
𝟕
𝟑𝑳𝒊
+
𝟏
𝟏𝑯
→
𝟒
𝟐𝑯𝒆
+
𝟒
𝟐𝑯𝒆
∆𝑬 = (𝟕, 𝟎𝟏𝟔𝟎𝟏 + 𝟏, 𝟎𝟎𝟕𝟖𝟑 − 𝟒, 𝟎𝟎𝟐𝟔𝟎 −
−𝟒, 𝟎𝟎𝟐𝟔𝟎) ∙ 𝟗𝟑𝟏, 𝟓 = 𝟏𝟕, 𝟑𝟔 𝑴𝒆𝑩
МеВ
∆𝐄 = а. о. м.∙
= МеВ
а. о. м.
𝟐𝟕
𝟏𝟑𝑨𝒍
+
𝟏
𝟎𝒏
→
𝟐𝟒
𝟏𝟏𝑵𝒂
• Оскільки нейтрони не мають заряду, то вони без
перешкод проникають в атомні ядра.
• Великий італійський фізик Енріко Фермі
першим почав вивчати реакції, спричинені
нейтронами.
• Він виявив, що ядерні реакції зумовлюються не
тільки швидкими нейтронами з енергією понад
1 МеВ, але й повільними.
+
𝟒
𝟐𝑯𝒆
𝟐
𝟏𝑯
+
𝟑
𝟏𝑯
→
𝟒
𝟐𝑯𝒆
+
𝟏
𝟎𝒏
Реакції злиття легких ядер при високих температурах, які
супроводжуються
виділенням
енергії
називаються
термоядерними реакціями.
𝟐𝟑𝟖
𝟐𝟑𝟗
𝟏
𝟗𝟐𝑼 + 𝟎𝒏 → 𝟗𝟐𝑼
𝟐𝟑𝟗
𝟐𝟑𝟗
𝟎
𝟗𝟐𝑼 → 𝟗𝟑𝑵𝒑 + −𝟏𝒆
𝟐𝟑𝟗
𝟐𝟑𝟗
𝟎
𝑵𝒑
→
𝑷𝒖
+
𝒆
𝟗𝟑
𝟗𝟒
−𝟏
𝟏𝟒𝟒
𝟖𝟗
𝑩𝒂
+
𝑲𝒓
𝟑𝟔
𝟓𝟔
𝟐𝟑𝟓
𝟏
𝑼
+
𝒏
𝟎
𝟗𝟐
𝟏𝟒𝟎
𝟓𝟒𝑿𝒆
+
𝟗𝟒
𝟑𝟖𝑺𝒓
+
𝟏
𝟑 𝟎𝒏
+
𝟏
𝟐 𝟎𝒏
137Te
235U
n
𝜷
137I
𝜷
137Xe
𝜷
137Cs
𝜷
n
+𝟐𝟎𝟎𝑴𝒆𝑩 (𝑬𝒌 = 𝟏𝟔𝟖𝑴𝒆𝑩)
n
96Zr
𝜷
96Nb
𝜷
96Mo
137Ba
𝑺 = 𝟒𝝅𝑹𝟐
𝑺 ~ 𝑹𝟐
𝟒 𝟑
𝑽 = 𝝅𝑹
𝟑
𝑽 ~ 𝑹𝟑
𝑵𝟏 ~ 𝑹𝟐
𝑵𝟐 ~ 𝑹𝟑
Берилієвий відбивач
𝑵𝟏 + 𝑵𝟐 = 𝑵
Уповільнювач
𝒎кр = 𝟓𝟎 кг
𝒎кр = 𝟐𝟓𝟎 г
𝑹кр = 𝟗 см