FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Jądro atomowe
description
Transcript of 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)