FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Jądro atomowe

FIZYKA dla studentów POLIGRAFII

Jądro atomowe

Jądro atomowe

Doświadczenie Rutherforda

Na jaką odległość może zbliżyć się do jądra cząstka ?

Wzór słuszny dla r > R, gdzie R – promień jądra.

Jądro atomowe

Dla jądra węgla: Ek = 5.1MeV, R = 3.4*10-15m

Dla jądra aluminium: Ek = 9.0MeV, R = 4.1*10-15m

Rozmiar atomu: 10-10m

Rozmiar jądra: 10-15m

Jądro atomowe

Ładunek jądra = n·e+

Masa jądra około dwukrotnie większa niż masa protonów.

Nukleony – protony i neutrony

•Nuklidy o tej samej liczbie Z tj. liczbie protonów - to izotopy, •Nuklidy o tej samej liczbie N tj. liczbie neutronów - to izotony, •Nuklidy o tej samej liczbie A tj. liczbie nukleonów - to izobary

Jądro atomowe

masa 1 cm3 materii jądrowej wynosi ok. 230 milionów ton

Gęstość materii jądrowej

Wzór Fermiego:

30 ARR fmmR 3,1103,1 15

0

Defekt masy

Suma mas neutronów i protonów

Masa jądraEnergia wiązania

Energia jądrowa

rozszczepienie

syn

teza

jąd

row

a

Siły jądrowe

•niezależne od ładunku elektrycznego

•krótkozasięgowe. (zasięg rzędu 10-15 metra)

•własność wysycania (każdy nukleon oddziałuje tylko z najbliższymi sąsiadami)

•siły jądrowe zależne są od wzajemnej orientacji spinów nukleonów (nie są siłami centralnymi)

Model kroplowy

równe jest zeru dla jąder o A nieparzystym, dodatnie dla jąder parzysto-parzystych i ujemne dla jąder nieparzysto-nieparzystych.

Model gazu Fermiego

Bariera kulombowska

Poziomy energetyczne

Model powłokowy

Jądra podwójnie magiczne:

Model powłokowyJądra podwójnie magiczne

Przemiany jądrowe

Przemiana :

Przemiana :

Przemiany jądrowe

Przemiana beta

Przemiany jądrowe

Przemiana :

Proces statystyczny:

Przemiany jądrowe

Czas połowicznego zaniku:

Ile jąder zostanie?

Przemiany jądroweAktywność źródła:

Bekerel Bq – 1 rozpad na sekundę

Datowanie promieniotwórcze

Szeregi promieniotwórcze

Po

Szeregi promieniotwórcze

Nazwa szeregu

AIzotop

początkowyIzotop

końcowyT1/2, lat

torowy 4n 23290Th

20882Pb 1.4*1010

neptunowy 4n+1 23793Np

20983Bi 2.2*106

uranowo-radowy

4n+2 23892U

20682Pb 4.5*109

uranowo-aktynowy

4n+3 23592U

20782Pb 7.2*108

Reakcja rozszczepienia

Reakcja rozszczepienia

Reakcja rozszczepienia

Reaktor jądrowy

1. Pręty paliwowe – materiał rozszczepialny

2. Moderator ( spowalnia neutrony) - grafit lub tzw. ciężka woda

3. Kanał chłodzenia - ciekły sód lub woda

4. Pręty regulacyjne (kadm pochłania neutrony - ma spowalniać lub przyspieszać reakcję)