Izotopy stabilne lub podlegające samorzutnym rozpadom

Transkrypt

1 Izotopy stbiln lub podlgjąc smorzutnym rozpdom Izotopy - jądr o jdnkowj liczbi protonów, różniąc się liczbą nutronów t 1/ =14 s t 1/ =5730 lt Mp nuklidów stbilność jądr Frgmnt mpy nuklidów w obszrz otrzymywnych sztuczni ciężkich jądr o krótkim czsi życi. 1

2 Enrgi wiązni jądr zwirjącgo Z protonów i N=(-Z) nutronów wyrżon przz odchylni msy B( Z, N) = Zmp + Nmn M j ( Z, N ) B( Z, N ) = ZM ( 1,0 ) + Nmn M ( Z, N ) M j ( Z, N ) ms jądr M ( Z, N ) ms tomu M ( 1,0) ms tomu wodoru m = 1,00776 u = 938,7 MV/c p m = 1, u = 939,565 MV/c n Enrgi wiązni n nuklon B(Z,N)c /(Z+N)=Bc / tomow jdnostk msy 7 ( 6,6) /1 = 1, kg 931,494 MV / c u = M = Stbilność jądr tomowych dolin stbilności Njsilnij związn ( ztm STBILNE) są jądr tomow o dużj nrgii wiązni n nuklon, którą możn wyrzić przz odchylni (dfkt) msy: ( Z, N ) = M j ( Z N ) Zmp Nmn m = B,

3 Rozpd prominiotwórczy Stł rozpdu [1/s] ktywność prominiotwórcz dn R = dt = λn Liczb jądr Początkow liczb jądr Śrdni czs życi Czs połowiczngo rozpdu (zniku) Liczb jądr N i ktywność R mlją do połowy wrtości początkowj Rozpd m chrktr sttystyczny prwdopodobiństwo jst tki smo dl kżdgo z jądr znjdujących się w próbc Rozpd α Ms produktów rozpdu < M( 38 U) Enrgi rozpdu 4,5 MV T 1/ =4, lt 4 Z X Z Y+ 4 H 3

4 Rozpd lf Enrgi potncjln cząstki α w jądrz tomowym. Cząstk α moż opuścić jądro tylko n drodz tunlowni przz brirę potncjłu utworzoną przz przyciągni lktrosttyczn między jądrm cząstką α. Zdjęci w komorz mgłowj śldów cząstk α z rozpdu jądr polonu 14 Po. Cząstki mją tn sm zsięg w gzi, czyli mją równ nrgi (jdn dłuższy śld odpowid rozpdowi jądr wzbudzongo większ nrgi). Związk między czsm połowiczngo rozpdu T 1/ nrgią cząstk α mitownych przz jądr rdioktywn. Czs półrozpdu T 1/ szybko mlj z wzrostm nrgii cząstk α, bo prwdopodobiństwo tunlowni przz brirę potncjłu szybko rośni, gdy zmnijsz się brir potncjłu. Rozpd β β β + Z Z X Y+ + ν Z+ 1 C 14 7 Cs C 10 5 N N ν B B + + N + + ν + + ν + X Y+ + ν Z 1 + ν Wychwyt lktronu z powłoki tomu podobny do rozpdu β + Z X Z + υ Z Cr 3Y + υ 4

5 Przmin γ Jądro wzbudzon mituj kwnt prominiowni lktromgntyczngo foton o dużj nrgii (rzędu 1 MV) kwnt gmm W wyniku rozpdu β - jądr kobltu powstj jądro niklu w stni wzbudzonym i mitown jst prominiowni γ o dwu nrgich kwntów. Łńcuch prominiotwórczy urnowo-rdowy, =4k+, 16 nuklidów T 1/ =4,5 x 10 9 lt 5

6 Łńcuch prominiotwórczy urnowo-ktynowy, =4k+3, 14 nuklidów T 1/ =7,0 x 10 8 lt Łńcuch prominiotwórczy torowy, =4k, 1 nuklidów T 1/ =1,4 x lt 6

7 Łńcuch prominiotwórczy nptunowy, =4k+1, 11 nuklidów T 1/ =,14 x 10 6 lt Oddziływni cząstk nłdownych z mtrią Strt nrgii cząstki nłdownj n jdnostkowj drodz w ośrodku w zlżności od nrgii kintycznj Zsięg protonów w powitrzu w zkrsi niskich nrgii Strt nrgii n jdnostkowj drodz cząstki α o początkowj nrgii kintycznj 5.3 MV w zlżności od odlgłości przbytj w powitrzu Zlżność liczby zliczń cząstk nłdownych od grubości wrstwy pochłnijącj 7

8 Oddziływni z mtrią kwntów γ fotonów o dużj nrgii µ cłkowity współczynnik bsorpcji µ f wkłd od fktu fotolktryczngo µ c wkłd od fktu Compton µ p tworzni pr lktron-pozyton Liniowy współczynnik bsorpcji prominiowni γ w ołowiu w zlżności od nrgii fotonów Ochron przd prominiownim - dwki Dwk pochłonięt D - stosunk nrgii pochłoniętj przz dną msę cił do wrtości tj msy. 1 grj [Gy=1J kg -1 ] Równowżnik dwki uwzględni skutk biologiczny dngo rodzju prominiowni 1 sivrt [Sv=1J kg -1 ] Efktywny równowżnik dwki 8

9 Ochron przd prominiownim osłony rdicyjn Grubość wrstwy pochłnijącj prominiowni β o dnj nrgii mksymlnj 9