Atom pierwiastka oznaczany składa się z A nukleonów oraz Z elektronów (na A nukleonów składa się Z protonów i A-Z neutronów).
np. 5 protonów+6 neutronów +5 elektronów
Trzy rodzaje promieniowania z jąder atomów
a promieniowanie alfa: emisja z jądra atomu dwóch protonów i dwóch neutronów, czyli jądra helu
b promieniowanie beta: emisja elektronu, powstałego z rozpadu w jądrze promieniotwórczym neutronu na proton, elektron i neutrino:
g promieniowanie gamma: emisja wysokoenergetycznego kwantu promieniowania elektromagnetycznego ze wzbudzonego jądra atomu
Prawo rozpadu promieniotwórczego:
jeżeli w czasie t=0 mamy w próbce No atomów promieniotwórczych, to po czasie t pozostanie N atomów promieniotwórczych
gdzie l jest pewną stałą, zwaną stałą rozpadu, charakterystyczną dla danego typu jąder
T1/2 czas połowicznego rozpadu – czas, po którym w próbce pozostanie połowa jąder promieniotwórczych
Promieniotwórczość (2) i reakcje jądrowe
Preparat promieniotwórczy możemy scharakteryzować podając jego aktywność promieniotwórczą a, zdefiniowaną wzorem:
równą liczbie rozpadów na sekundę. Jednostką aktywności w układzie SI jest bequerel (bekerel): 1Bq = 1 rozpad/sek.
gdzie ao = lNo jest aktywnością promieniotwórczą w chwili początkowej t = 0.
Procesy jądrowe
Reakcje jądrowe są to procesy w których jądro oddziałuje z inną cząstką i powstaje nowe jądro.
X + a ® Y + b (inne cząstki ...)
np.
We wszystkich reakcjach jądrowych są spełnione następujące prawa zachowania:
· prawo zachowania energii całkowitej (zgodne z mechaniką relatywistyczną)
· prawo zachowania pędu
· prawo zachowania ładunku elektrycznego
· prawo zachowania liczby nukleonów
Przy reakcji jądrowej może być wydzielana lub pochłaniana energia. Energię wydzieloną w czasie reakcji możemy obliczyć ze wzoru:
Defekt masy
Masa jądra jest zawsze mniejsza od sumy oddzielnych mas cząstek składających się na jądro. Różnicę tę nazywamy niedoborem lub defektem masy lub jeżeli wyrazimy tę różnicę w jednostkach pracy, energią wiązania jądra. Np. dla jądra helu:
Dm = mHelu – 2mprotonów – 2mneutronów
Energia wiązania będzie równa: DE = Dm × c2
Promieniotwórczość – zadania
Pożyteczne stałe:
Liczba Avogadro: NA = 6.022×1023 cząsteczek/mol
C 28.17
Ile jąder rozpadnie się w ciągu 1 sek w próbce radioaktywnego izotopu irydu i ile atomów promieniotwórczych pozostanie po 30 dniach, jeżeli początkowo było 5 g irydu.
C 27.28
Radioaktywny pierwiastek po wyemitowaniu jednej cząstki alfa i dwóch cząstek beta przekształcił się w jądro uranu . Co to był za pierwiastek?
K 38.17
W ciągu czasu t=4 h, p=75% początkowej liczby jąder promieniotwórczych rozpadło się. Obliczyć czas połowicznego rozpadu i stałą rozpadu.
K 38.16
Czas połowicznego rozpadu izotopu strontu wynosi T1/2=20 lat. Jaki procent pierwotnej liczby jąder pozostanie po upływie czasu: a) t1 = 10 lat, b) t2 = 80 lat?
K 38.32
Obliczyć, ile energii wydzieliłoby się podczas rozszczepienia wszystkich jąder m = 1 kg , jeżeli przy rozszczepieniu każdego jądra wydziela się energia DE = 200 MeV.
Zad
Poszukać w tablicach energii wiązania jąder oraz . Które z tych jąder jest trwalsze?
C 27.51
Znaleźć energię powstającą przy powstaniu 1 g helu z protonów i neutronów.
albega3.doc
Marcin0402