E Z m c N m c Mc A Z N. J¹dro atomowe Wielkoœci charakteryzuj¹ce j¹dro atomowe. Neutron

Transkrypt

1 J¹dro atomowe Wielkoœci charakteryzuj¹ce j¹dro atomowe liczba masowa Zliczba porz¹dkowa pierwiastka w uk³adzie okresowym - liczba eutroów Z X Z R 3 3 /, 3 cm eutro Schemat rozpadu swobodego eutrou p e v~ atyeutrio e elektroowe Eergia wi¹zaia j¹dra atomowego E Z m c m c Mc w p Eergia wi¹zaia przypadaj¹ca a jede ukleo E w E w Zale oœæ eergii wi¹zaia przypadaj¹cej a jede ukleo w zale oœci od liczby masowej Eergia wi¹zaia ukleou C e 8 6 i Liczba masowa 38 9 U

2 Modele budowy j¹dra atomowego Pow³okowy model j¹dra izotopu tleu 7 8 O 7 O wole stay d 5/ d 5/ p / p 3/ p / p 3/ s / eutro proto s / Model kropelkowy Przyk³ad reakcji j¹drowej w modelu kropelkowym eutro j¹dro 7 3 l wzbudzoe j¹dro 8 Si j¹dro 8 3 l * elektro eutrio elektroowe e - l l Si ~ v 3 3 * Model si³ j¹drowych model Yukawy p eutro i proto przed wymia¹ mezou p eutro wyemitowa³ wirtualy mezo przechodz¹c w proto p proto absorbuje mezo zamieiaj¹c siê w eutro

3 Promieiotwórczoœæ Prawo rozpadu promieiotwórczego d ( t ) R ( t ) dt d ( t ) dt liczba j¹der, które zosta³y po czasie t d ( t ) dt sta³a rozpadu, l / T / ( t) exp( t) t 8 } czas po³owiczego rozpadu t T e / t/ T/ Czas po³owiczego zaiku wybraych aturalych izotopów promieiotwórczych pierwiastek izotop promieiotwórczy czas po³owiczego rozpadu typ rozpadu wêgiel potas rad C 573 lat K 3 9, lat, 6 Ra 6 lat, Ogóly schemat rozpadu B C prawo zachowaia liczby ukleoów Z M X Y K B L C Z K L prawo zachowaia ³aduku elektryczego

4 Promieiowaie I Z I M * M Z wspó³czyik absorbcji I I e d d Szeregi promieiotwórcze Przyk³ad szereg promieiotwórczy toru (Th) azwa serii Pocz¹tkow y izotop urau 38 9 U aktyu 7 89 c toru 3 8Th Czas rozpadu, 7 9 lat 7, 9 lat, 9 lat Elemet koñcowy 6 8 Pb 7 8 Pb 8 8 Pb Th 8Ra 8 c 8Th Ra R 8Po Pb Bi 8 Po Tl 8Pb Z Rozpady promieiotwórcze Rozpad Z Z Z Z X Y e Q Q = masa X masa Y masa e c Przyk³ad rozpad radu Ra R e U(r) Mechaizm rozpadu U R E E ki R r

5 wzglêda liczba pozytoów Promieiowaie Przyk³ad: Z Z X Y e v~ Q Z Z Q (MeV) = masa X masa Y c 8 8 Br Kr e v ~ Q Q ( ) masa Br masa Kr c, MeV e Promieiowaie Z X Z Y e v Q Z Z Q (MeV) = masa X masa Y c Przyk³ad: Cu 8Se e ve Q Q, 65eV Eergia kietycza cz¹stek Rozk³ad eergii kietyczej pozytoów emitowaych z j¹dra 6 9 Cu E k,max,,,6 E k [MeV] Reakcje j¹drowe a X Y b Q X( a, b) Y Bilas eergetyczy reakcji X a Y b Q ( M M ) c ( M M ) c 8 9 Przyk³ad edoeergetyczej reakcji j¹drowej 7 e Fe 8 O p ( 9, MeV) 7 Przyk³ad egzoeergetyczej reakcji j¹drowej 3 7 Li p e e 7, 35MeV

6 Wykorzystaie zjawiska promieiotwórczoœci Datowaie radiowêglowe skamieia³oœci Zale oœæ wzglêdej zawartoœci izotopu C w orgaizmie ywym a przestrzei czasu C C R = C / C R R / œmieræ drzewa T / czas pomiaru czas Joizacyjy czujik dymu elektroicze urz¹dzeie rejestruj¹ce m p e - - S³oñce m wiek ok.,5 miliarda lat poœwieci jeszcze ok. 5 miliardów lat temperatura powierzchi 58 K temperatura j¹dra 5,6 ml K Cykl p p a S³oñcu 3 Gêstoœæ [g/cm ],, 3,,8,6,, R/R s³oñca 5 5 ml 9 ml Temperatura [K] 5 ml 3 ml, ml 6 K,,,6,8, R/R s³oñca =,6 lat 6 s 6 lat 3 3 e e v Q, MeV 3 e Q 5, 5MeV e 3 e 3 e e Q, 9MeV e

7 Wytworzeie helu w procesie Wielkiego Wybuchu I etap p p e lub 3 3 II etap 3 e e 3 p e Wytwarzaie pierwiastków w reakcjach przebiegaj¹cych w gwiazdach podobych do S³oñca po wyczerpaiu siê zapasu wodoru "spalaie" helu 8 e e Be 8 6 e Be C e C O Schemat powstawaia pierwiastków w reakcjach przebiegaj¹cych w gwiazdach o masach wiêkszych i 5 mas S³oñca warstwa 3 (g/cm ) T (K) proces spalaia e C e 6 O C, 6 O Mg 8 Si Si-i I II III IV V x x C, e, %, e, % CO,,% Fe g³ówe sk³adiki 6 O, % 6 O, M g, e 3 8 a Si etap proces spalaia T (K) czas trwaia I wodór hel 7 7 lat II hel wêgiel 8 6 lat III wêgiel magez eo 9 6 lat IV tle siarka krzem x 9 6 m-cy V krzem elazo x 9 dzieñ 35 9 Rozszczepieie j¹der urau U U X Y eutroy Q 36 9 * powoly eutro 35 U Y X

8 Typowy schemat rozpadu U Ba Kr 3 Q U Xe Sr Q U Rb Cs Q Q MeV 9 37Rb 35 9U 55Cs 9 37Rb Model lawiowy reakcji rozszczepieia 9 36Kr 35 9U 55Cs 35 9U 39 56Ba 9 36Kr 35 9U 39 56Ba 35 9U 9 38Sr 35 9U 9 37Rb 55Cs 3 5Xe U 3 5Xe 9 38Sr prêty poch³aiaj¹ce eutroy Model reaktora atomowego prêty paliwowe os³oa atyradiacyja moderator para turbia liia eergetycza Model elektrowi atomowej rdzeñ reaktora gor¹ca woda geerator pr¹du skraplacz pary wytworica pary woda ch³odica