lect8nucl (Лекции Огурцова (PDF)), страница 4

Исчезновение одного из электронов в K -слое атома приводит кэлектронным переходам между внутренними электронными оболочками атома,что сопровождается характеристическим рентгеновским излучением.11. Античастицы и их аннигиляция.Электрон и позитрон это пример пары античастиц. Существованиепозитрона было теоретически предсказано в 1930г Дираком и подтвержденоэкспериментально в 1932г Андерсоном.Практически у каждой частицы имеется античастица, обычнообозначаемая тем же символом, но с добавлением тильды над ним.

У частицыи античастицы масса, время жизни и спин одинаковы. Остальныехарактеристики, в том числе электрический заряд и магнитный момент, равныпо модулю, но противоположны по знаку. Примерами частиц и античастицp , нейтрон n и антинейтрон n~ , нейтрино ν eявляются: протон p и антипротон ~−0+−0и антинейтрино ν e , электрон e ≡ −1 e и позитрон e ≡ e ≡ +1 e .Взаимодействие частицы и античастицы приводит к их аннигиляции.Термин "аннигиляция" переводится как "уничтожение", но, разумеется, его неследует трактовать буквально. В результате процесса аннигиляции электрона спозитроном рождается два (реже три) высокоэнергетичных фотона ( γ -кванта)00−1 e + +1 e → 2 γ .причем энергия электронно-позитронной пары переходит в энергию фотонов.Появление в этом процессе не менее двух фотонов следует из законасохранения импульса.

Возможен и обратный процесс – рождение электроннопозитронной пары при взаимодействии γ -квантов (фотонов) большой энергии( Eγ > 1,02МэВ = 2mec 2 ) с веществом (ядром X )γ + X → X + −10 e + +10 e .Частица X необходима для того, чтобы выполнялись законы сохраненияэнергии и импульса.Процессы возникновения и аннигиляции электронно-позитронных парявляются примером взаимосвязи различных форм материи: в этихпроцессах материя в форме вещества превращается в материю в формеэлектромагнитного поля, и наоборот.12. Гамма-излучение.Гамма-излучение является жестким электромагнитным излучением,энергия которого испускается при переходах ядер из возбужденныхэнергетических состояний в основное или менее возбужденные состояния, атакже при ядерных реакциях.γ -Излучение не самостоятельный тип радиоактивности. Оносопровождает процессы α - и β -распадов и не вызывает изменения заряда имассового числа ядер.

γ -Излучение испускается дочерним (а не материнским)ядром, которое в момент своего образования оказывается возбужденным.Переход из возбужденного состояния ядра в основное происходит за времяА.Н.Огурцов. Физика для студентовГгаз идеальный 2-3– электронный 3-27гамма-излучение 8-6, 8-10гармонический анализ 5-10генри 4-7, 4-17герц 1-7, 5-3гипероны 8-20гипотеза де Бройля 7-6– Планка 6-28гиромагнитное отношение 3-21– – ядерное 8-4гистерезис 3-16, 4-27градиент 1-23, 1-30– скорости 1-21граничные условия 3-17, 4-26, 4-32грей 8-11Ддавление 1-19– гидростатическое 1-20– динамическое 1-20– молекулярное 2-25– парциальное 2-4– под искривленной поверхностьюжидкости 2-26– света 6-31– статическое 1-20дальний порядок 2-25движение вращательное 1-3– замедленное 1-5– криволинейное 1-4– механическое 1-3– неравномерное 1-5– поступательное 1-3– прямолинейное 1-4– равномерное 1-5– ускоренное 1-5двойное лучепреломление 6-23действующее значение переменноготока 5-19дейтерий 8-2дейтрон 8-4декартовая система координат 1-4декремент затухания 5-13дефект массы 8-3дефекты 2-29деформация 1-17– пластическая 1-17– относительная 1-18– упругая 1-18джоуль 1-12диаграмма состояния 2-31, 2-32диамагнетики 4-23дивергенция векторного поля 1-31,4-31диод 7-31диоптрия 6-4диполь магнитный 4-5– электрический 3-9, 5-32дислокации 2-29дисперсия аномальная 6-19– нормальная 6-19– света 6-18диссипативная система 1-13диссипативные силы 1-22дисторсия 6-5дифракционная решетка 6-15дифракция 6-12– на пространственной решетке6-16– Фраунгофера 6-14– Френеля 6-13дифференциал функции полный1-28диффузия 2-10дихроизм 6-24диэлектрики 3-13длина волны 5-21– когерентности 6-7– пути 1-4, 6-8– – геометрическая 6-8– – оптическая 6-8– свободного пробега молекулсредняя 2-9добротность 5-13доза излучения 8-11домены 3-16, 4-28дырки 7-27Жжидкость 1-18– идеальная 1-20– несжимаемая 1-19– перегретая 2-24– переохлажденная 2-30– реальная 1-20Предметный указатель8–228–11Предметный указательСсылки в указателе состоят из двух чисел.

Первое число – соответствующая часть лекций: 1–Механика, 2–Молекулярная физика и термодинамика,3–Электричество, 4–Магнетизм, 5–Колебания и волны, 6–Оптика, 7–Квантоваяфизика, 8–Ядерная физика. Второе число – номер страницы.Аабсолютно неупругое тело 1-3– твердое тело 1-3– упругое тело 1-3– черное тело 6-26аберрация 6-4агрегатные состояния 2-23адиабата 2-16адиабатическое приближение 7-25активная зона реактора 8-17активность нуклида 8-7акцептор 7-28альфа-излучение 8-5альфа-распад 8-8аморфные тела 2-27ампер 1-2, 3-22, 4-6амплитуда колебания 5-2амплитудные коэффициентыотражения 5-30– – пропускания 5-30анализатор 6-22анизотропность 2-27аннигиляция 8-10антинейтрино 8-9антистоксовый спутник 7-23антиферромагнетик 4-28античастицы 8-10астигматизм 6-5Ббарионы 8-20беккерель 8-7биения 5-10бипризма Френеля 6-9ближний порядок 2-25бозоны 7-17– промежуточные 8-20броуновское движение 2-9бэр 8-12бэта-излучение 8-6, 8-9бэта-распад 8-9Вватт 1-12вакансия 2-29вебер 4-12вектор 1-28– Умова (Пойтинга) 5-31векторное произведение векторов1-29вес тела 1-19вечный двигатель первого рода 2-13взаимная индукция 4-19внутреннее трение 1-20возгонка 2-30волна 5-20– бегущая 5-21– де Бройля 7-6– плоская 5-21– поперечная 5-20– продольная 5-20– стоячая 5-24– сферическая 5-22– упругая 5-20– – гармоническая 5-20– электромагнитная 5-27волновая функция 7-8волновое число 5-22– уравнение 5-22волновой пакет 5-23волновая поверхность 5-21восприимчивость веществадиэлектрическая 3-15– – магнитная 4-23время релаксации 5-13вязкость 1-20– динамическая 1-21– кинематическая 1-21примерно 10–13–10–14с, что значительно меньше времени жизни возбужденногоатома (примерно 10–8с).Спектр γ -излучения является линейчатым, что доказывает дискретностьэнергетических состояний атомных ядер.γ -Излучение является столь коротковолновым, что его волновые свойствапроявляются весьма слабо, а на первый план выступают корпускулярныесвойства.

Поэтому γ -излучение рассматривают как поток частиц – γ -квантов.γ -Кванты, обладая нулевой массой покоя, не могут замедляться всреде, поэтому при прохождении γ -излучения сквозь вещество они либопоглощаются, либо рассеиваются им. Основными процессами, сопровождающими прохождение γ -излучения через вещество являются:— фотоэффект или фотоэлектрическое поглощение γ -излучения –испускание атомом, вследствие поглощения γ -кванта, электрона содной из внутренних электронных оболочек, которое сопровождаетсяхарактеристическим рентгеновским излучением.

Фотоэффект являетсяпреобладающим механизмом поглощения в области малых энергийγ -квантов Eγ < 100 кэВ;— комптон-эффект (комптоновское рассеяние) является основныммеханизмом взаимодействия γ -квантов с веществом при энергияхEγ ≈ 500 кэВ;2— образование электрон-позитронных пар (при Eγ > 1,02 МэВ = 2mec )становится основным процессомвеществом при Eγ > 10 МэВ.взаимодействияγ -квантовсЕсли энергия γ -кванта превышает энергию связи нуклонов в ядре(7 ÷ 8 МэВ) , то в результате поглощения γ -кванта может наблюдатьсяядерный фотоэффект – выброс из ядра одного из нуклонов, чаще всегонейтрона.13.

Дозиметрические величины и единицы.Воздействие γ -излучения (а также других видов ионизирующегоизлучения) на вещество характеризуют дозой ионизирующего излучения.Различаются:— Поглощенная доза излучения – физическая величина, равная отношениюэнергии излучения к массе облучаемого вещества.Единица поглощенной дозы излучения – грей (Гр): 1Гр=1Дж/кг – дозаизлучения, при которой облученному веществу массой 1кг передаетсяэнергия любого ионизирующего излучения 1Дж.— Экспозиционная доза излучения – физическая величина, равнаяотношению суммы электрических зарядов всех ионов одного знака,созданных электронами, освобожденными в облученном воздухе (приусловии полного использования ионизирующей способности электронов), кмассе этого воздуха.Единица экспозиционной дозы излучения – кулон на килограмм (Кл/кг);внесистемной единицей является рентген (Р): 1Р=2,58·10–4 Кл/кг.— Биологическая доза – величина, определяющая воздействие излученияна организм.А.Н.Огурцов.

Лекции по физике.Ядерная физика8–128–214) "странный" (strange) – s5) "истинный" (true) – t6) "прелестный" (beauty) – b .У кварков имеются античастицы – антикварки.Единица биологической дозы – биологический эквивалент рентгена(бэр): 1бэр – доза любого вида ионизирующего излучения, производящаятакое же биологическое действие, как и доза рентгеновского илиγ -излучения в 1Р (1бэр=10–2 Дж/кг).Мощность дозы излучения – величина, равная отношению дозыизлучения к времени облучения.

Различают:1) мощность поглощенной дозы (единица – грей на секунду (Гр/с));2) мощность экспозиционной дозы (единица – ампер на килограмм(А/кг)).большую, чем E : Eγ′ = E + EЯ .А.Н.Огурцов. Физика для студентовМезоныКаоныПротонНейтронГипероны:лямбдаБарионысигмаксиомега010111/2——0+100001/2—+101206,81/2—+10νμ001/2—+10τ+134871/2—+10ντ001/2—+100264,101001273,101000974,001/2001966,201/200γ−eνee+νe−+νμτ−μμντπ0+−πK0K+π~K0K−0ηЭта-мезонАдроныТаким образом, максимумы линий излучения и поглощения должны бытьсдвинуты друг относительно друга на величину 2 E Я (см.

рисунок), что делаетневозможнымрезонансноепоглощениеγ -квантов для свободных ядер.Резонансное поглощение γ -излученияможет быть получено только при компенсациипотери энергии на отдачу ядра.Такая ситуация реализуется в твердомтеле, когда атомы жестко связаны междусобой и энергия и импульс отдачи передаетсяне одному атому, а всему кристаллу в целом. В этом случае потери энергии наотдачу становятся исчезающе малыми, поскольку масса кристалла гораздобольше массы одного атома и кинетическая энергия, которую приобретает веськристалл, ничтожна.При достаточно низких температурах, когда вероятность возбужденияфононов вследствие отдачи атомов снижается, процессы излучения ипоглощения γ -излучения происходят практически без потерь энергии(идеально упруго) без изменения внутренней энергии тела.ПионыБарионноечисло B— при возбуждении ядра и переходе его из основного состояния ввозбужденное с энергией E γ -квант должен иметь энергию несколькоЛептонноечисло Lчем E , из-за отдачи ядра в процессе излучения: Eγ = E − EЯ ;Изотопическийспин IЛептоныЭлектронЭлектронноенейтриноМюонМюонноенейтриноТау-лептон(Таон)ТаонноенейтриноСпин, ед.