ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИКИ АТОМНОГО ЯДРА

7.1. ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИКИ АТОМНОГО ЯДРА

□ Радиус ядра

R = R0A1/3 ,

Где R0 = 1,4 ∙ 10-15 м; А — массовое число (число нуклонов в ядре).

□ Энергия связи нуклонов в ядре

ECβ = [Mp + (( — Z‘)Mn Тя]C2 = [ZmH + (ЛZ)Mn M]C2,

Где Mp, Mn, ТЯ — соответственно массы протона, нейтрона и ядра; Z зарядовое число ядра (число протонов в ядре); А — массовое число; MH = Mp + Me , масса атома водорода (11H); M — масса атома.

□ Дефект массы ядра

M = [Zmp + (Л — Z‘)MN ] ТЯ = [ZmH + (ЛZ)Mn ] — M .

□ Удельная энергия связи (энергия связи, отнесенная к одному нук — лону)

E = ЕСв / Л .

□ Число ядер, распавшихся в среднем за промежуток времени от T до T + dT,

DN = -λNDT ,

Где N число нераспавшихся ядер к моменту времени T; λ — постоянная радиоактивного распада.

□ Закон радиоактивного распада

N = N0ET ,

Где N — число нераспавшихся ядер в момент времени T; N0 начальное число нераспавшихся ядер (в момент времени T = 0); λ постоянная радиоактивного распада.

□ Число ядер, распавшихся за время T,

N = N0N = N0(1ET)

□ Связь периода полураспада T12 и постоянной радиоактивного рас — пада λ

Т1/2 = (ln2)∕λ.

□ Связь среднего времени жизни τ радиоактивного ядра и постоянной λ радиоактивного распада

τ = 1∕λ.

□ Активность нуклида □ Правила смещения:

dn,dt
л=

zax→az--42y+42he; zax→z+a1y+-01e; zax→z-a1y++01e.♦ для α — распада

♦ для β—pacnaga

♦ для β+-pacnaga

□ Символическая запись ядерной реакции

ZX + AZY + B, или ZX(α, B)Z‘.Y,

Где ZX и AZY — исходное и конечное ядра соответственно с зарядовыми числами Z и Z и массовыми числами А и А’, а и Ь — соответственно бомбардирующая и испускаемая (или испускаемые) в ядерной реакции частицы.

□ Энергия ядерной реакции

Q = C2 [(M1 + M2)- (M3 +M4)],

Где M1 и M2 — массы покоя ядра-мишени и бомбардирующей частицы; (M3+M4) — суммы масс покоя ядер продуктов реакции. Если Q > 0 — экзотермическая реакция, Q < 0 — эндотермическая реакция.

□ Энергия ядерной реакции представляется также в виде

Q = (T1 +T2)- (T3 +T4),

Где T1, T2, T3, T4 — соответственно кинетические энергии ядра-мишени, бомбардирующей частицы, испускаемой частицы и ядра продукта реакции.

dn = n (к - 1) dt ~ t□ Скорость нарастания цепной реакции, откуда N = N0e(K-1)T /T

Где N0 число нейтронов в начальный момент времени; N — число нейтронов в момент времени T; TСреднее время жизни одного поколения; K коэффициент размножения нейтронов.

Приложения

Основные физические постоянные (округленные значения)

Физическая постоянная

Обозначен

Ие

Значение

Нормальное ускорение свободного падения

G

9,81 м/с2

Гравитационная

Постоянная

G

6,67∙10-11 м3/(кг-с2)

Постоянная Авогадро

NA

6,02∙1023 моль-1

Постоянная Фарадея

F

96,48∙103 Кл/моль

Молярная газовая

R

8,31 Дж/(моль

Постоянная

Молярный объем

Идеального газа при

Нормальных условиях

Vm

22,410 3 м3/моль

Постоянная Больцмана

К

1,38∙10-23 Дж/К

Скорость света в вакууме

C

3,00-108 м/с

Постоянная Стефана — Больцмана

σ

5,67∙10-8 Вт/(м2К4)

Постоянная закона смещения Вина

B

2,90∙10-3 м-К

Постоянная Планка

H=H∕2∏

6,63∙10-34 Дж-с 1,05∙10-34 Дж-с

Постоянная Ридберга

R

1,10∙107 м-1

Радиус Бора

А

0,529∙10-10 м

Масса покоя электрона

ME

9,11∙10-31 кг

Масса покоя протона

MP

1,6726∙10-27 кг

Масса покоя нейтрона

MN

1,6750∙10-27 кг

Масса покоя а-частицы

M„

6,6425∙10-27 кг

Атомная единица массы

А. е.м.

1,660∙10-27 кг

Отношение массы протона к массе электрона

MP∕mE

1836,15

Элементарный заряд

E

1,60∙10-19 Кл

Отношение заряда электрона к его массе

E∕mE

1,76∙1011 Кл/кг

Комптоновская длина волны электрона

Λ

2,43∙10-12 м

Энергия ионизации атома водорода

EI

2,18∙10-18 Дж (13,6 эВ)

Магнетон Бора

0,927∙10-23 АлГ

Электрическая

Постоянная

ε0

8,85∙10-12 Ф/м

Магнитная постоянная

μo

12,566∙10-7 Гн/м

Единицы и размерности физических величин в СИ

Величина

Единица

Выражени е через

Основные

И

Дополнител

Ь-ные

Единицы

Наименование

Размерно

Сть

Наиме­

Нование

Обозна

-чение

Oci

Длина

Овные ед

L

Иницы

Метр

М

Масса

M

Килограм

М

Кг

Время

T

Секунда

С

Сила электрического

Тока

I

Ампер

A

Термодинамическая

Температура

Θ

Кельвин

K

Количество вещества

N

Моль

Моль

Сила света

J

Кандела

Кд

Допол

Плоский угол

Нительны

Е единиц

Радиан

Ы

Рад

Телесный угол

Стерадиа

Н

Ср

Про!

Частота

Зводные

Ti

Единицы

Герц

Гц

С —

Сила, вес

LMT 2

Ньютон

Н

T

М • кг • с

Давление,

Механическое

Напряжение

UiMT 2

Паскаль

Па

-1 -2

М • кг • с

Энергия, работа, количество теплоты

L2MT-2

Джоуль

Дж

2 -2 м • кг • с

Мощность, поток энергии

L2MT-2

Ватт

Вт

2 —Г

М • кг • с

Количество

Электричества (электрический заряд)

TI

Кулон

Кл

С • А

Электрическое

Напряжение,

Электрический

Потенциал, разность

Электрических

Потенциалов,

Электродвижущая сила

L2MT2Ti

Вольт

В

М2 • кг • с 3 •

A ‘

Электрическая емкость

L2M-iT 4I

2

Фарад

Ф

~—2 -1 4

М • кг • с

• A2

Электрическое

Сопротивление

L2MT-2I-2

Ом

Ом

М2 • кг • с 3 •

A2

Электрическая

Проводимость

L-2M-iT 2I 2

Сименс

См

-2 -1 3

М • кг • с

• A2

Магнитный поток

L2MT2Ti

Вебер

Вб

М2 • кг • с 2 •

А ‘

Магнитная индукция

MT -2τi

Тесла

Тл

Кг • с 2 • А ‘

Индуктивность,

Взаимная

Индуктивность

L2MT-2I-2

Генри

Гн

М2 • кг • с 2 • А-2

Световой поток

J

Люмен

Лм

Кд • ср

Освещенность

L-2J

Люкс

Лк

М-2 • кд • ср

Активность изотопа (активность нуклида в радиоактивном источнике)

T-

Беккерел

Ь

Бк

С ‘

Поглощенная доза излучения

L-2T —

Грей

Гр

2 -2

M ∙ C

Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц

Множи

Прис-

Обозначение

Приставки

Множи

Прис-

Обозначение

Приставки

Тель

Тавка

Между-

Народн

Ое

Русско

Е

Тель

Тавка

Между-

Народн

Ое

Русско

Е

10-18

Атто

A

А

101

Дека

Da

Да

10-15

Фемт

О

F

Ф

102

Гекто

H

Г

10-12

Пико

P

П

103

Кило

K

К

10-9

Нано

N

Н

106

Мега

M

М

10-6

Микр

О

μ

Мк

109

Гига

G

Г

10-3

Милл

И

M

М

1012

Тера

T

Т

10-2

Санти

C

C

1015

Пета

P

П

10-1

Деци

D

Д

1018

Экса

E

Э

Греческий алфавит

Обозначения

Букв

Название

Букв

Обозначения

Букв

Название

Букв

Α, α

Альфа

Ν, ν

Ню

Β, β

Бета

J11

Cf’tt

Кси

γ, Y

Гамма

Ο, о

Омикрон

∆ δ

Дельта

Π, π

Пи

Ε, ε

Эпсилон

Ρ, ρ

Ро

Z, Z

Дзета

ς, σ

Сигма

H, η

Эта

Τ, τ

Тау

Θ, θ, S

Тета

Υ, и

Ипсилон

Ι, I

Йота

Ф, Ф

Фи

Κ, к

Каппа

Х, χ

Хи

Λ, λ

Ламбда

ψ, ψ

Пси

Μ, μ

Мю

Ω, ω

Омега

[1] ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *