МУ-Я-64 (1003909)
Текст из файла
Московский гоеудврсимнный технический университет имени Н, кй Баумана И. Н. Фетисов СТАТИСТИКА РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА ййетодинес кое указании к вы аол лен ию лабина торн ой работы и-64 но курсу общей физики Под редекзмей Г В. Быаби ной Мооква Издательство МГТУ им, Н. ок Баумана 2009 УДК 539.16 ББХ 22.383 Ф451 Рецензеит Е К Кузьииии Фетщщв И. Н. Ф451 Статистика радноакгивнога распадд г метод. указания к лабораторной работе Я-64 по курсу общей физики ИН. Фетмсов; пол ред.
ПВ, Балабиной. — М.: Изл-во МТ'ТУ им. Ну К Баумана, 2009. — 20 с. г ив Расаматрены радиоактивные превращения, закон распада и ега стщистические заканамернаати (раснрелымние Пуассоиар Дана описание мещднк проверки распределены» Пуассона и раЛиомегричсскаго опредсленяя содеряыния к щит в веществе. Дяя с улентов 2-го курса. УДК ЧЗ9.16 ЬБК 22.183 Учебное иизииис Фетисов Иощь Никалаа ич Статнствка рвавонктнввоги распада Редактр Г226 Кироисси Корректор.7№ Густр: еи Компьипиргщя вератка И А дбфстмии Подпиавно в печать 20.10.2009. Форма| 60гДЩ16, Уел. печ. л.
1,4, Изд. № 12. Тираж 1ОО и'з '1аказ 775 Издательспго М1'1'У им Пуу Баумщгв Типография МП'У им Н;1 Ьаумеве. 105005, Москва. 2-» Биуминсквч уя . Ь, 0 ЧГ1У им Н '.т баумана,2009 Цшь работы — озиакомаение с радиоактивностью, изучение отатнстическик закономерно«ген распада (рвспредеяения Пуассона), радиомегричсское определение содержания калия, ршчет статистических шзгрешнсстей шмереиия. Теоретическим часть 1.
Радишзктнвные превращеивв Атомы состоат из «дра и злеатрониой оболочки Лннейные размеры агама окола 1О 'си, а ядра — на 4-5 порядков меньше. Ядра соотоят из прогонов и нейтронов (нукаогюв). Мезшу нуклонами действуют ядерные силы притяжения. Протон имеет полозопсльный зломешзрный заряд 1,б 10 Кл, а нсйтрон — ие заряжен.
Месит са лукавив примерно а 1840 рзз богжше массы электрона. Химическиес элементы рвзличаютсз количеспюм протонов 2, изменяющимс» от 1 дл» водорода до 94 для плуюние. Числа 2 назыеакп зарядовым числом, нли порядковым номером элемента. Количесгво нуклонов в ядзе (массовое число) обозначают 2« Ядро элемента Х шписывают в зиле л Х, например, ядро гелия з Не. Азомы одного и 4 4 того же химического элемента, различающисс» числом нейтронов, назызаюшя изожонамн.
Например, длз водорода гпвесгны три изоиж:,'Н,,'Н и ',Н. Некоюрые шдж (радионуклиды) самопроизвольно (сгюнтаиио) испускают частицы, превращаясь в другое ядро (А. Беккерсль, 189б). Это явление получило название «рпзиоактивнсстьгг (1, 2). Распадающееся ядро называют материнсшгм, а образующееся после ршпада — дочерним. Неюпорые дочерние ядра отабиеьны, другие радиоактивны. К основным редиаат~ивным превращениям относятся а- и )3- Ршпадьг. Альфа-распад.
При п-распаде ядро (обычна тяжелое) испускает ядро гелия, называемое а-частицей. Схему а-распада представляют в виде гХ з зйе ь г.-зу глс Х и г' — символы химических элементов. Например, превращенне радона в полоний происходит ао схеме 222р АНс" заРо ЗЬ 2 и )(лалзоим механющ объясняет и-раапад тулнюьлмн эффектом — прониюювением и-частицы через потанпиальный барьер на поверхности ядра, образуюнагбся под действием сил «дерного лрнтахмння нуклоно» и элеятрнчеакого апалкнвания щютонов.
Белы-рагнары. При В-раслвдах в ядре происходит преврюненне невтрона в протон, электрон н элеатроннае аитинентрина т,: л -ьр -ь 2 е + т, нлн превращение протона в нейтрон, позитрон и нейтрино: р — ьлз- „е + т,. Лрн этом чнало нуклонов в ядре не нзменаегая, а зарядовое число изменяется на + 1. Нзшсгны три разнавидноапг р-распада: ° электронный ))-расгмд (б -распад), который протепмт на схеме А а 2Х-22 Г Уе,сечам лри зюм элехтрон и антинейтрино покидмог вара; позитроннмй ))-распад (В -распад). В этом случае ядро испуг яаег позшран и злевтронное нейтрино: А А С 2Х вЂ” г 2 гу+ па+а,.
Помпрон является анмачасталей элеюронд имеющей такую не машу, но противоположные па знаку электрический мрлд, лептонный мрлд и мапипный момент (1)1 ° зла~треплем захват — захват харом собственного орбитальнаго элщттрона, мшге с блюкайшеб К-оболочки: А О А 2Х+ ч 2)'+ те При этом в ядре протон и элекцюн превращаются е нейтро» и нейтраиа Р+ гс-+И+ 2„. а Нейтрино и антинейтрнно — элскзричсски незарялгенные частицы, рюличающиеся знаком понтонного заряла. Масса поко» этих частиц мною меньше массы электрона (зтгп вопрос фзпики изучают в настоящее время).
Нейтрино чрезвычайно слабо взаимодействует с веществом, поэтому его можно зарегистрировать только в специальных спьпач При распаде выделяется определенная для данного нукчида энергия в интервале примерно оз 20 кэВ до 17 МэВ„,что на 3-4 порядков больше энергии химнческнх реакций. Эта энсрпш лепится между цролукгами распала таким образаи, чтобы выпслнялея закон сохранения импульса. (Элекгрон-вольт — энерпш, приобретаемая частицей с элементарным зарадом в электрическом поле с разноюп нц ° (В;)эВ=(б.(оиД .) Атомное ядро, состоящее из двух и более нукчоиов, может находиться в сссюяниях с различнымн дискретными значениями внутренней энергии. Сосюянне с минимальной энергией называется основным, а с большей энергией — возбужденным.
Ядро перед распадом находится в оснонном сощоянии, а дочернее ядро может оказаться «ак в основном, так и в возбулгденном соспжнияк. В последнем случае цраьтически мгновенно после распада дочернее «дро переходит а основное состояние, испуская один нли несколько фаптнов большой энергии, называемых у-кеалтаии.
Энергия у-квантов на 4-б порядков больше энергии фотонов видимого свеи, равной пржиерно 2 ЭВ. Рааионуклиды подразделяют на есюственные и искусетвенныс Принципнальноп различия между ними нег. Естественными ралнотц юилаии явщюте» семейства урана и торна, калий и лр. Приролный калий состоит нз смеси трех зпотопов — двух стабильнмк и радиожтивного" К, лоа» которого Ь = 1,18 1О Калий в 89 Щ саучаев нспьпъпж т (1-распад (ем.
(1)), превращаясь е сзабил~иьгй калызнй: ю ы а ,ЭК вЂ” т жСа ь ~сто,. (3) В 11 Щ случаев происходит электронный захват (см. (2)): ю с те ,ЭК-ь 1е-ь ~здг" т,+У. (4) Ядро аргона сбразуетс» в возбу»гденном состоянии и испускает у-квант с энергией 1,46 МзВ, переходя в основное (нерадиоактивнсе) состояние (рис, 1). Электроны раси»ва имеют максимальную энергию К „= 13 М»В. Твким образом, на (ОО рыгалов испускаегся в среднем 89 электронов и 11 у-квантов.
В случае рвсн»да (3) приборы регистрируют игектроны, а распады (4) обнаруживают по у-юлучснию. х и Ъм1 Н» (11 »1 т-хнвн 1,»бы ю » Рнс.!. Схема расовл» нзоюпа К Содеражнне кали» в земной «оре составляет 2,5 Кс Наиболее важные минералы — зго сильвии КС!. си»ьвипит (К, Ха)С) и др. В заметном количестве калий содержится в слюде, лревеснай зове, продуктах питания. За счет радиоактивного распада южна зе »ля получает замепюе ксвичества внутренней те~аты. Калий играет вюкиую роль в жизнедеятельности животных и растений: его используют в качестве удсбрсни».
Кхчий, присузьт вуюп1ий в геле человека, вносит заметный вклад в дозу естествснно1 о сб»1 мшм. Соли качи» вЂ” доступный и безопасный нсючник слабой радноакгив1юсти. 2. Зшюа радиоакюгввого распяла Кткдое радиоактивное превращеии» случайное собьпие. Однашз днв бальшога числа распааав наблюдастая заканамсрношь: убывание по зкспоненциальной зависимости ковичеотва нараспавшнхся ядер. Закан рюпада имеет следующее теоретическое объяснение. Пуать в момент времени г имеею» большое число ОГ адюмковых нсраспавшихоя ядер.
За время дг рааплчается в среднеи дзр ядер: ЮЧ- Лйгдг, (5) где Л вЂ” вероятность распада ядра в единицу времени, называемая постол пои распада. Сродны шила распадов за единицу «ремеии А = — = Л)Г ддг (6) гй ньзывается актимюстью препарата. Единица активности — беккерель (Бк), один беккерель соответствует одному распаду в секунлу. Внесистемная единица активности — кюри, 1 Кн = 3,7 10 Бк (такова активность 1 градин). Приршценне числа нсраспавшихся ядер за время сй (см, (5)): ддг = -)ирдг. Ивзегрируа зта выражение, получаем зр = Лгс ехр (-)п), (7) где 37г — числа нсраспавшихся ядер в момент времени г = О.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
