Основные характеристики ядер атомов

Лекция 18.

Основные характеристики ядер атомов.

Радиоактивный распад. Виды распада. Спектры альфа-, бета- и гамма-излучений. Основной закон радиоактивного распада. Период полураспада. Активность и единицы активности. Методы получения радионуклидов.

Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом. Линейная плотность ионизации, линейная передача энергии, средний пробег иони­зирующей частицы.

Особенности взаимодействия с веществом альфа-, бета-, гамма-излучений и нейтронов. Физические принципы защиты от ионизирующих излучений. Понятие об основных биологических эффектах ионизирующих излучений.

Физические основы радионуклидных методов диагностики и лучевой терапии.

1.Электрический заряд ядра. Ядра всех атомов заряжены положительно. Заряд определяется числом протонов Z, входящих в состав ядра, и соответствуют порядковому номеру элемента в таблице Менделеева:

q_я = Z e,

где q _я - заряд ядра, е - положительный заряд, равный заряду электрона.

2. Масса ядра. Массу ядра выражают в атомных единицах массы (а.е.м.). За 1 а.е.м. принята 1/12 массы ядра иотопа углерода с массовым числом 12. 1 а.е.м. = (1,66043 ± 0,00031) х 10^{-27 кг.}

Например: m_p = 1,00728 а.е.м.,

m_n = 1,00867 а.е.м.,

m_a = 4,00152 а.е.м.

3. Массовое число. Ближайшее к атомной массе атома целое число (А), выраженной в а.е.м. Массовое число равно числу нуклонов в ядре.

А = Z + N, где N - число нейтронов в ядре.

Обозначение ядра: Нижний индекс порядковый номер Z, верхний - массовое число А, элемента Х.

4. Радиус ядра. Радиус ядера вычисляют по приближенной формуле:

(м) или (фм) (1 фм = 10^-15м).

5. Спин ядра.- равен сумме спинов нуклонов. Спины протона и нейтрона одинаковы: . Спин ядра, состоящего из четного числа нуклонов равен целому числу или нулю. Например. спин ядра водорода равен , а ядра гелия - нулю.

Ядро, состоящее из нечетного числа нуклонов, имеет спин, равный нечетному числу . Например, спин ядра трития равен , а ядра индия .

6. Магнитный момент ядра P_mя. - выражают в ядерных магнетонах Бора m_я. Магнитный момент протона ~ P_mp = 2,79 m_я, нейтрона P_mn = -1,91 m_я; , m_я.

Знак “-” означает, что магнитный момент нейтрона или ядра ориентирован противоположно спину.

Энергию, необходимая для разделения ядра на отдельные нуклоны, называется энергией связи. DЕ_{с в}: DЕ_св = [Zm_p + Nm_n - m_я]c²

1 а.е.м. обладает энергией » 931,5 МэВ, тогда:

DЕ_св = [Zm_p + Nm_n - m_я] 931,5,

где массы протона, нейтрона и ядра в а.е.м., а DЕ_св - в МэВ.

Радиоактивность. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом

Одним из распространенных источников ионизирующего излучения является радиоактивный распад атомных ядер. В главе наряду с этим вопросом рассматривается и взаимодействие ионизирующего излучения с веществом.

Дата добавления: 2014-01-07