Альфа – ыдырау

1. Альфа . ыдырау.
2. Заттардан . бөлшектердің шашырауы жөнінде Резерфорд тәжірбиесі.
3. Резерфорд атомының ядролық үлгісі.
4. Радиактивті сәулелердің пайда болу табиғаты
5. . ыдырау заңдылықтары.
- бөлшектің табиғатын 1908 жылы Резерфорд көптеген эксперименттік зерттеулер нәтижесінде анықтады. Альфа – ыдырауы кезінде ядродан өздігінен - бөлшек – гелий атомының ядросы Не (екі протон және екі нейтрон) ұшып шығады және жаңа химиялық элементтің туынды ядросы пайда болады.
Альфа – ыдырау кезінде атом ядросы зарядтық саны Z екіге және масса- лық саны А төртке кем туынды ядроға түрленеді. Жаңа элемент Менделеев кестесіндегі периодтық жүйенің бас жағына қарай екі орынға ығысады:
Х Ү + Не,
мұндағы Х – аналық ядроның белгісі, Ү – туынды ядроның таңбасы. Гелий атомының ядросы болып табылатын - бөлшек үшін Не белгісін пайдалан- дық.
Мысалдар келтірейік. Уран U ядросының - ыдырау реакциясында туынды ядро торий Th пайда болады:
U Th + He .
Тағы бір - ыдырау реакциясын жазайық:
Ra Rn + He. U нуклиді мен Ra нуклиді аналық ядро, ал Th пен Rn нуклидтері туынды ядро деп аталады. Элемент белгісінің үстіңгі жағындағы сандар, яғни массалық сандар (нуклондар саны) теңдіктің екі жағ- ында да бірдей: 238 = 234 + 4, яғни массалардың сақталу заңы орындалады. Сол сияқты 92 = 90 + 2 электр зарядының сақталу заңы да орындалады.
Альфа - бөлшегінің кинетикалық энергиясы, аналық ядроның тыныштық энергиясының, туынды ядроның тыныштық энергиясы және - бөлшектің энергиясының қосындысынан артық болуы нәтижесінде шығады. Бұл артық энергия - бөлшек пен туынды ядроның араларында; олардың массаларына кері пропорционал болатын жағдайда таралады. Радиоактивті зат шығарған - бөлшектің энергиясы (жылдамдығы) дәлме – дәл анықталатын болады. Көпшілік жағдайда, радиоактивті зат энергиялары түрліше болатын бірнеше, бір – біріне жақын - бөлшектер тобын шығарады. Демек, бұдан туынды яд- ро қалыпты жағдайда ғана пайда болмайды, ол қозған күйде де пайда болады деп саналады. Ауыр - радиоактивті ядролардан - бөлшектердің шашы- рауы жөніндегі тәжірбиелер, ыдырау кезіндегі ұшып шыққан - бөлшектері- нің энергиясы тосқауылдың биіктігінен анағұрлым аз екендігін көрсетеді. Классикалық көзқарас бойынша, бөлшектің мұндай тосқауылдан өтіп кетуі мүмкін емес, яғни бөлшекті тосқауылдың екінші жағында кездестіру ықти – малдылығы нөлге тең. Ал кванттың механика - бөлшекті толқын ретінде қарап, оның тосқауылдан өтіп кету ықтималдығы нөлден өзгеше екенін дәл- елдеген. Бұл туннельдік құбылыс деп аталған.
        
        Альфа – ыдырау.
- бөлшектің табиғатын 1908 жылы Резерфорд көптеген эксперименттік
зерттеулер нәтижесінде анықтады. Альфа – ыдырауы ... ... ... ...... ... ... Не (екі протон және екі нейтрон)
ұшып шығады және жаңа ... ... ... ... ... болады.
Альфа – ыдырау кезінде атом ядросы зарядтық саны Z екіге және масса-
лық саны А ... кем ... ... ... Жаңа элемент Менделеев
кестесіндегі периодтық жүйенің бас жағына ... екі ... ... Ү ... Х – ... ... белгісі, Ү – туынды ядроның таңбасы. Гелий
атомының ядросы болып ... - ... үшін Не ... ... ... Уран U ядросының - ... ... ядро ... Th ... ... Th + He .
Тағы бір - ыдырау реакциясын жазайық:
Ra Rn + He.U ... мен Ra ... ... ал Th пен Rn нуклидтері туынды ядро деп аталады.
Элемент ... ... ... сандар, яғни массалық ... ... ... екі жағ- ында да бірдей: 238 = 234 + 4, ... ... заңы ... Сол ... 92 = 90 + 2 ... ... заңы да орындалады.
Альфа - бөлшегінің кинетикалық энергиясы, аналық ядроның ... ... ... ... энергиясы және - бөлшектің
энергиясының қосындысынан артық болуы нәтижесінде ... Бұл ... ... ... пен ... ... араларында; олардың массаларына кері
пропорционал ... ... ... ... зат ... ... ... (жылдамдығы) дәлме – дәл анықталатын болады. Көпшілік
жағдайда, радиоактивті зат ... ... ... ... бір –
біріне жақын - бөлшектер тобын шығарады. Демек, бұдан туынды яд- ... ... ғана ... болмайды, ол қозған күйде де пайда болады ... Ауыр - ... ... - ... ... ... ... ыдырау кезіндегі ұшып шыққан - бөлшектері-
нің энергиясы тосқауылдың биіктігінен анағұрлым аз екендігін көрсетеді.
Классикалық ... ... ... ... ... өтіп ... ... яғни бөлшекті тосқауылдың екінші жағында кездестіру ықти –
малдылығы ... тең. Ал ... ... - ... ... ... оның ... өтіп кету ықтималдығы нөлден өзгеше екенін дәл-
елдеген. Бұл ... ... деп ... ядро ... - ... пен ... ядро ... бір
кинетика- лық энергиямен жан-жаққа шашырай ұшады. Кейбір ыдырауда ... ... ... ... ... ... энергиясын аналық ядромен байланыс-
қан санақ жүйесінде энергияның сақталу заңын пайдаланып есептеуге бола-
ды. ... ... Q қозу ... мен кинетикалық энергиялардың
қосындысына тең. Бастапқы энергия аналық ... ... ... ... ... ескерсек, онда
Мс = ( М ─ М) с
+ Q , ...... М ─ ... ... М─ ... ... ... бұдан ыдырау энергиясын табамыз:
Q = ( М ─ М─ ... ... ... ... ... 4 МэВ ... бөлініп шығады. Атомдық
нөмері Z > 82 ауыр ядроларда альфа – ыдырау байқалады. 1.1 – сур- ... - ... ... ... ... ... ... жолы небәрі 3-7 см. Қалыңдау қағаз қабатында жұтылады. ... өте ... сол ... ... тез ... - ... шашырауы жөнінде Резерфорд
тәжірбиесі.
1911 ж Э. Резерфорд өте жұқа платина және алтын пластинкалардан - ... ... ... Ол ... 10- 10 м ... ... ... шығатын - бөлшекпен атқылағанда, одан өтіп кететінін
көрді. Тәж- ірбиеден ... - ... оң ... олар ... ... тердің радиактивті ыдырауы кезінде бөлінеді, заряды 2 ─
ге тең (мұндағы
е - ... ... сан ... тең шама); - бөлшегінің массасы
шама- мен сутегі ... ... 4 есе ... ... ат- ... шығарған бұл - бөлшектерінің энергиялары да
үлкен. Мысалы, ур- ан энергиясы 4,05 МэВ – тен ... 8,78 МэВ – ... - ... ... Осындай бөлшектермен Резерфорд және
оның қызметкерлері: Гейгер және Марсден жұқа алтын ... ... ... ... ... заңдылығын тағайындады. Тәжірбие кезінде (1.2-
сурет) фольга мен экран арасында қажетті ... ... Ол ... қос- ымша ... ... ... тудырады. Демек,
бұл құралдың құрылысы, - бөлшектердің 150- ... ... ... ... ... (1.3- ... ... бөлшектердің көпшілігі
фольга арқылы өтіп,
бастапқы бағытын сақта-
ды, немесе азғана
бұрышқа бұрылды. Алайда,
кейбір - бөлшектер
үлкен бұрышқа 135-150-
қа бұрылды. Оның бұлай болу себебінен Резерфорд ... ... оң зар- ... ... ядро ... аз- ғана ... алып тұрады, ал атом- ның
қалған бөлігі теріс зарядты электрон қабаттарынан тұрады деп ... ... - ... ... ... ... өткенде еш ауыт-
қымайды. Электронның массасы - бөлшектің массасынан әлдеқайда аз,
электронның заряды электрон ... ... ... ... ... ... өтіп ... ядроға жақын келген - бөлшек қана
кенет алғашқы бағытын өзгертеді.
Резерфорд теория жүзінде, кішкене көлемге ... Z - оң ... ... ... ... ... электр өрісіндегі - бөлшектің
қозғалу- ын қарады. Олай болса, бөлшек пен ядро арасында ... тебу ... етуі ...... r – ядро мен - бөлшектің ара қашықтығы, е – ... ... е ═ 1,6 10 Кл ). А ... ... тұрған ядроға, ОА нысаналық
бағ-ыттан, р қашықтыққа - бөлшек жақындап келеді де, ... ... нен ... ... ... ВС ... (1.4-сурет
) қозғалады.
Энергия мен импульстің сақталу заңына ... 1932 жылы ... ... Д. ... ядро ... кіретін жаңа бөлшек – нейтронды
ашты.Сөйтіп, кез келген элемент атомның ядросы екі түрлі ... ... мен ... ... ... ... Оларды жалпылап нук-
лондар деп атайды, ал тұтас ядроны нуклид дейді.
Ядродағы протондар мен нейтрондардың жалпы ... А ... ... А ... массалық сан деп атайды, өйткені атомның ... ... ... яғни ... мен ... ... ... да,
әрбір протон мен нейтронның массасы электронның массасынан 1840 есе- ... ... ... ... ... ... - бөлшектердің шашырауы жөніндегі тәжірбиелер-
дің қортындыларының негізінде, Э. Резерфорд атомның ядролық үлгісін ... Бұл ... ... сызықтық өлшемі 10 м шамасында.Атом- ның
кішкене бөлігі ядроға, оның барлық оң зарядтары және массасы жинақ- ... ... ... ... 10 м, ... ... ... электрондар айналып жүреді (электронның массасы
сутегі ... ...... ... 1836,5 есе кіші ... ... ... массасы ядро массасының өте азғантай үле- сін
құрайды. ... ... ... ... ... электрондар қоз- ғалмауы
тиіс, мұның физикалық маңызы жоқ, себебі онда кулондық тарты- лыс күшінің
әсерінен, электрон ... ... ... түсу керек.Бұлай болмас үшін,
электрондар өздерінің ... ... ... айналасындағы орбиталармен
қозғалып жүруі қажет. Резерфордтың ұсынған атомның ... лық ... ... күн жүйесіне ұқсайды. Онда жүйенің орта- сында ... оны ... ... ... ’’ ... ’’- ... дар ... Сондықтан мұндай үлгіні планетарлық деп атайды. Атомдағы
электрондардың орбиталары ... ... ... ... тән. ... ... ... атомның оптикалық сызықтық спектрі болады.
Атомның орнықтылығы ядролық үлгілердің ... ... ... ... Мысал үшін атомның қарапайым ядролық үлгісі бір ... және бір ... ... сутегі атомын қарастырайық.
Түсінікті болу ... 10 м / с тең. ... ... ... өзін ... ратор секілді ұстауы керек. Вибратор үлкен жиілікпен
тербеліп, электромаг- ниттік толқын шығаруы тиіс.
Атомда үдей ... ... ... шығару қуатын да есептеуге
болады. Классикалық көзқарас бойынша, электронның ... ... ... болу ... ... байланысты электронның энергиясы азаяды).
Сондықтан электрон дөңгелек ... қала ... ол ... (спираль)
бойымен қозғалып, ядроға жақындауы керек. Оның ... ... ... толқын шығару жиілігі) үнемі өзгеріп отыруы тиіс. Басқаша
айтқанда, атомның ... ... ... ... ... спектр болуы керек.
Егер электронды аз жылдамдықпен және ... ... деп ... ... ... шығаруы өте аз болғандықтан есепке алмай, соның нәтижесінде
электронның энергиясының ... ... ... лықтардан да құтылуға
болар еді. Алайда, бұл жағдайда да электрон бәрі-бір ядроға құлап ... ... ... ... ... тән ... ... ты, мұндай радиусты
орбитада, өте кішкене жылдамдықпен ... ... ... ... ... ... ... электродинамиканы атомның ядролық үлгісіне ... ... ... ... ... ... әкеп ... теорияларға қарағанда, мына жағдай орын алуы керек:
а) электронның үздіксіз ... ... ... ... ... және
атомның орнықсыз болуы;
б) тек қана үздіксіз спектрдің болуы, спектрлік сызықтардың болмауы
тиіс.
Шын мәнісінде:
а) атом ... жүйе ... ... атом ... тек ... бір ... ғана шығарады;
в) атомның электрон қабаттарының қасиеттеріне және ... ... ... ... ... спектр болады.
Бұл қорытындылар тек сутегі атомына ғана емес, ... да ... ... ... пайда болу табиғаты
- сәулеленуі гелий атомдары ядроларының ағыны. - бөлшектерді,
тәжір- биенің көрсетуі бойынша, ... ... 200 – ден ... ... изотоптары шығарады. Бұл элементтердің ядроларындағы
нуклондардың байланыс энергиясы ... ... орта ... ... ... ... Сондықтан олардың ядролары
байланыс ... ... ... ... ... ядроларға)
ыдырауға бейім тұрады. Мысалы, ондай сынақтарға ... ... және ... ... жатады.
Осыған орай - ыдыраудың жалпы формуласы былай жазылады:
Х Не + ... Х – ... ... А – ... сан ( ... саны ); ... элементтің зарядтық саны (периодтық кестедегі рет нөмірі);
үшін, электрон дөңгелек орбитамен, протонның айналасында ... ... ... электронның атомдағы қозғалысының траек- ториясы, ... ... ... ... ... кванттық меха- никалық көзқарас
тұрғысынан ешқандай да сын ... айта ... жөн. ... ... ... ... ... анықтаудың ең ықти- мал ... ... ... ... мәні бар. ... ның орбитасы
туралы классикалық түсінікті кванттық механикада нүктенің ... ... ... әрі ... ... ... терминді
қолданғанда, біз оның осы мазмұнын ескереміз. Электронның ... r ... ... ... жылдамдығы v = 10 (бұл mv / r
= e/ 4r өрнегінен шығады), ал ... ... ... a =
v/ r, ...... ... ядросы (- бөлшегі); Ү- туынды ядро.
Ядролар ыдырағанда мына екі заң үнемі сақталады:
1) ыдырайтын ядроның зарядтық саны ыдырауда ... ... ... ... қосындысына тең (зарядтық санның сақталу заңы);
2) ыдырайтын ядроның массалық саны ыдырауда пайда болған бөлшек- тердің
массалық сандарының қосындысына тең ... ... сақ- талу ... ... және зарядтық әрі массалық ... ... ... ... ... ... - ... реакциясын
жазайық:
U He + Th + h v. ... - ... ... ... ... ... ... заңының да (92 ═ 2 + 90), массалық ... ... ... ... да (238 ═ 4 + 234) ... көреміз.
Альфаға – ыдырауға қуатты ядролық күштер қарсы тұрады. Сондықтан
элементтердің өз бетімен - ... өте баяу ... ... ... ыдырау радиоактивті ауыр ядролардың қасиеті болып табылады. -
ыды-рау процесін екі негізгі кезеңге бөлуге ... ... - ... ауыр ядролардың ішінде екі протоннан және екі нейтроннан пайда
болуы, екіншісіне – ядроның - бөлшекті шығаруы.
Бірінші ... ... ... ... дәл ... жоқ. Тек қана бұл ... бөлініп шығуына ядролық күштердің қанығу қасиеті әсер етеді деген
болжам айтылған. Сонымен қатар пайда болған - ... ... ... ... ядро ... ... күштер әлсіздеу әсер етеді де,
- бөлшектің протондарына ядро протондарының кулондық күштері көбірек
әсер ететін ... ... - - ... бөлініп шығуы. Ядролар неге - бөлшек
шыға- рады, неге олар, мысалы, протон шығармайды деген сұрақ тууы ... ... - - ... ... ... - ... ұшып шығуы үшін белгілі бір кинетикалық энергиясы болуы керек. Ал
ядро- лық реакцияға қатысатын ядролардың ... ... ... ... Міне осы ... ақауы - бөлшекке берілетін энергияның
көзі болып табылады. Мысалы, келесі - ыдырау реакциясын қарастырайық:
Ra Ac+He.
Бастапқы аналық ядроның массасын ... ... ... ... туынды
ядромен - бөлшектің массаларын салыстырып, масса ақауын таба- мыз.
Табылған массаға сәйкес келетін энергия ... ... ... ... энергиясы туралы алда тоқталамыз):
m- ( m+ m) ═ m,
(1.5)
226,0280 а. е. м. – ( 222,0178 а. е. м + 4,00260 а. е. м ) ═ 0,0076 а. ... ... мен ... ... ескерсек, реакция энергиясы:
Q ═ 0,0076 a.. e. м ∙ 931 =7,07 МэВ, ... ... ... кезінде энергия бөлінеді. Міне, осы реакция
энергиясына тең энергияны, бөлініп шыққан жаңа туынды ядро мен - бөл-
шек кинетикалық энергиялары түрінде алып ... ... ═ E+ E ... ядро ... ... ... болды деп есептесек, импульстің
сақталу заңы бойынша:
mv═ mv,
(1.7)

(1.8)
═Е ─ - ... ═ Е ... ... энергиялары. Сонымен
mE ═ mE ,
(1.9)
ал m= 4 а. е. м.., онда m= (А – 4 ) а. . е. м. Осы ... ... сына ... = ( А – 4 )Е ... ═ Е ... – тен Е мәнін (1.6 ) – ге қойсақ,
Q ═ E + E ═ E
, ... ...... - ... ... - ыдырау кезінде бөлініп шығатын -
бөлшек шоғы, берілген элемент үшін моноэнергетикалық, яғни ... ... ... бір тұрақты шамаға тең болады екен. Мысалы,
Ро- дің - ыдырау ... ... - ... 7,68 ... тең. ... ядролар бірнеше типті моноэнергетикалық
- бөлшектер шығаруы мүмкін. Бұл құбылыс - спектрдің жұқа құрылымы
деп аталады. Мысалы,
- ыдырау кезінде ядроның шығаратын - ... ... ... Бұл ... ... қозған кезде шығаратын сызықтық спектрі сияқты,
белгілі бір элемент ядроларының ... ... ... ... шығарып,
ядролардың энергияларының дискреттік мәндерге ие болатынын және ядро
энергиясының квантталғанын көрсетеді. ( 1.13 ) формуласындағы Е мәнін
(1.11) ... ...... аламыз.
- ыдырау құбылысына ұшырайтын ядролардың массалық саны А › 210
(негізінен ауыр ... ... Е═ Q және E═0 деп ... яғни - ыдырау кезінде шығатын энергияның көбін - бөлшек
алып кетеді екен.
Әрине, бұл ... ... ... ... Себебі, - ыдырау
кезінде импульстің сақталу заңы бойынша аналық ядро да белгілі бір импульс
моментін алуы керек. Сонымен - ыдырау кезінде энергия ... ... ... - ыдырау ядроның протон шығару құбылысымен салыстырған-
да ... ... ... ... U ядросы - ыдырауға
ұшыра- ... 5,4 МэВ ... ... ал осы ядро протон шығаруы үшін оған
сырт- тан 6,1 МэВ ... ... ... ... - ... ... бөл- шек неліктен ұшып шығады деген сұрақ ... 1.4 және ... - ... ... ... ауыр ... ара қашық- тығы r – ге байланыстылығы берілген. Шексіздікте
тұрған - бөлшекті ... мен ... ... ... әсер ... ... ... үшін керек энергия берілген - бөлшек үшін
потенциалдық ... ... деп ... ... айтқанда ядроның
кулондық тебіліс күшін жеңіп - бөлшекті ядроның шекарасына әкелу ... ... = ,
( 1.15 ... 2е ─ - ... ... Ze ─ ядро заряды R ─ ядро центрі
мен - бөлшек тұрған ядро ... ара ... 10 ... ... ... - ... ... U уран ядросы
үшін есептесек,
U ══30 МэВ.
Ал, уран ядросынан ұшып ... - ... ... ... ... ... ядро ... - бөлшек сыртқа шығуы үшін 30 МэВ ... ал оның ... тек қана Е═ 5 МэВ. ... ... ... ... шұңқырдың ішінде орналасқан. Классикалық физика заңдары
бойынша мұндай күйдегі бөлшек ешуақытта да потенциалдық тосқауылдан ... яғни ... ... ... ... ... ... тең (w ═ 0). Ал кванттық механикада - бөлшекті толқын ретінде
қарастырып оның ... өтіп кету ... ... ... екені
дәлелденген. Бұл құбылысты туннельдік эффект деп ... 1.4- ... ... кулондық әсерлесумен анықталады. СВ күрт төмен құлдырауы ядро
шекарасында ядролық тартылыс күштері әсер ... ал АВ ... ... - ... ... энергиясы тұрақты деп қарастырылатынын
көрсетеді. Кванттық теорияны қолдана отырып - ыдырау теориясын Г.Гамов
жасаған 1.5 – ... ... ... үшін ... ... ... ... х ‹ R болғанда U ═ ─U═const, ал R ... ‹ R + a ... ═ .
- ... күйі (х) толқындық функциясымен сипатталады.
Ядро ішіндегі бөлшектің ... ... ... деп, ал
потенциалдық энергиясы ... ... емес деп ... ... бөл- ... ... де Бройль толқыны
═ e ═ e ... ... - ... ... ... ─ Е , ал Е
жалпы ... Е ═ U+ E . ... ... ... ... ... тез өше бастайды. Бұл жерде бөлшектің ... ... ... ... шама (Е ‹ U) және ... p ═ ... шама бола- ды:
P ═ ... ... ... ... U ═ const, ... е - .
(1.18)
Тосқауыл сыртындағы (х › R+a) толқындық функция түрі ═ е ... ядро ... ... ... ... р ═ ... тосқауылдан
өтіп кету ықтималдығы дегеніміз бөлшектің тосқауыл сыртында r ═ R+a ара
қашықтықта ... ... ... ... ... R ... ... ықтималдығына қатынасы
═е - ═ ... ... ... мөлдірлік коэффициенті деп аталады. Мөлдірлік
коэффициенті бөлшектің тосқауылдан өту ықтималдығын сипаттайды.
Радиоактивтілік тұрақтысы () мен ... ұшып ... ... ... ... ... бір ... бар. Бұл
байланысты эксперимент жүзінде Г. Гейгер және Дж. М. Нэттол ашқан -
бөлшектер- дің ... бір ... ... жүру жолы R бір ... ... ═A + B ln ... А және В ─ ... тұрақтылар.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Көлемі: 11 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Радиоактивті және иондаушы сәулелердің өлшем бірлігі6 бет
ААҚ ЕБ «Альфа- Банк»7 бет
Алгоритмдік тілдің негізгі мінездемелері. Алфавиті, ережелері және мәліметтер типтері14 бет
Алфавит – рухани бірлік негізі5 бет
Альфа кенорны бойынша ұңғыманның түп аймағына әсер ету әдістерін талдау ( ҚСЖ )67 бет
Алғашқы қауымдық қоғам, оның дамуы және ыдырауы24 бет
Алғашқы қауымдық қоғам, оның дамуы және ыдырауы туралы24 бет
Алғашқы қауымдық құрылыстың ыдырауы және мемлекеттің пайда болуы25 бет
Ассемблер тілінің синтаксисі, алфавиті14 бет
КСРО – ның ыдырауының себептері және ТМД мемлекетінің қалыптасуы мен даму бағыттары12 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь