1 / 32

FIZYKA III MEL

FIZYKA III MEL. Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych. Wykład 3 – Promieniotwórczość naturalna. promieniotwórczość. laboratorium Curie. 1903 – PC, MSC. 1911 – MSC. 1935 – FJ, IJC. ich troje (noblistów). P rzemiany jądrowe. rozpad . rozpad  –. rozpad  +. wychwyt K ( ).

draco
Download Presentation

FIZYKA III MEL

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. FIZYKA IIIMEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych Wykład 3 – Promieniotwórczość naturalna

  2. promieniotwórczość

  3. laboratorium Curie

  4. 1903 – PC, MSC 1911 – MSC 1935 – FJ, IJC ich troje (noblistów)

  5. Przemiany jądrowe rozpad  rozpad – rozpad + wychwyt K () przemiana  wewnętrzna konwersja

  6. Przemiany jądrowe • spontaniczne • przypadkowe • stała rozpadu  • stała czasowa • okres połowicznego zaniku

  7. Przemiany jądrowe aktywność– liczba rozpadów na jednostkę czasu: jednostka - bekerel: dawna jednostka – kiur (aktywność 1g Ra)

  8. Proces statystyczny – zmiana (ubytek) jąder proporcjonalny do całkowitej liczby jąder N oraz do czasu t. Prawo rozpadu

  9. warunki początkowe: stała rozpadu średni czas życia: Prawo rozpadu http://www.lon-capa.org/~mmp/applist/decay/decay.htm

  10. mierzymy aktywność Aktywność źródła: Prawo rozpadu

  11. Pomiar stałej rozpadu ln A/A0 t1/2 2t1/2

  12. Ile jąder zostanie? Czas połowicznego zaniku: Prawo rozpadu

  13. fluktuacje statystyczne fluktuacje względne Przemiany jądrowe Proces statystyczny – liczba jąder, które ulegną rozpadowi w czasie T1/2fluktuuje wokół wartości N0/2

  14. Datowanie promieniotwórcze

  15. Przemiana  Jądro wzbudzone przechodzi do stanu podstawowego pozbywając się energii wzbudzenia. przemiana   wewnętrzna konwersja e

  16. Przemiana  • widmo energetyczne dyskretne: h = Ei - Ef jądro macierzyste  • energia: kilka, kilkanaście MeV  jądro pochodne • przemiana  jest procesem wtórnym – następuje po procesach prowadzących do wzbudzenia jądra (zderzenie, rozpad  lub )

  17. Przemiana  • czas życia stanu wzbudzonego:  = 10-16 - 10-15 s • izomeria jądrowa – bardzo długie czasy życia stanu wzbudzonego • Procesem konkurencyjnym do emisji kwantu  jest proces wewnętrznej konwersji – energia wzbudzenia jądra jest przekazywana bezpośrednio elektronowi z powłoki bliskiej jądra (K lub L) i elektron wylatuje z atomu. współczynnik konwersji:

  18. Dla przejściamiędzy dwoma stanami jądra o określonym spinie i parzystości: musi być spełniona zasada zachowania momentu pędu i parzystości. • spin kwanu gamma - 1ħ • zakaz przejścia 0  0 Przemiana  Pełny opis przejść radiacyjnych w jądrach daje elektrodynamika kwantowa. Całkowity moment pędu L unoszony przez kwant  - multipolowość przejścia

  19. E + E - po zastosowaniu operacji parzystości Multipolowość – dipol elektryczny Elektryczne promieniowanie dipolowe (E1) zmienia parzystość stanu.

  20. E E Multipolowość – dipol magnetyczny Magnetyczne promieniowanie dipolowe (M1) nie zmienia parzystości stanu.

  21. E E Multipolowość – kwadrupol elektryczny Elektryczne promieniowanie kwadrupolowe (E2) nie zmienia parzystości stanu.

  22. przejście E ogólnie: przejście M Zasada zachowania całkowitego momentu pędu: Multipolowość zmienia parzystość: E1, M2, E3,…itd. dla danych spinów jądra Jp i Jk dopuszczone są tylko pewne wartości polowości przejść radiacyjnych

  23. T1/2 [s] 1015 E5 E4 1010 M5 105 M4 E3 1 M3 10-5 E2 M2 10-10 M1 E1 10-15 0,01 0,02 0,05 2 1 0,1 5 0,2 0,5 energia kwantów [MeV]

  24. gdy parzystości stanów różne gdy parzystości stanów różne gdy parzystości stanów jednakowe dominujące przejście 3+  2- Przykłady Prawdopodobieństwo emisji szybko maleje ze wzrostem polowości.

  25. 230 keV 0+  5+ + 2+ 0+ Izomeria jądrowa Rozpad  ze stanu wzbudzonego.

  26. detektor: 3” x 3” (2Na I) 28Al produkcja: 27Al (n, ) 3+ – 2+ t1/2 = 2.24 min E = 4.84 MeV 1,78 0+

  27. detektor: 3” x 3” (2Na I) 29Al 3.06 (00.0%) 2.43 (06.3%) 2.03 (03.8%) 1.27 (89.0%) t1/2 = 6.56 minE = 3.87 MeV produkcja: 29Si (n, p) 5/2+ – 5/2+ 3/2+ 5/2+ 3/2+ 1/2+

  28. 5+ 100% 6027Co 4+ 1 2+ E1 = 1173.2 keV 2 0+ E2 = 1332.5 keV 6028Ni schemat rozpadu (kobalt)

  29. AZX 1 2 3 3 1 3 2 I A-4Z-2Y 2 1 parcjalne czasy życia: E Rozpad   241Am 237Np

  30. logT1/2 logE Rozpad  Korelacja między czasami życia a energiami cząstek 

  31. Bz ze – ładunek emitowanej cząstki r stany związane Rozpad  energie cząstek  : < 10 MeV czasy życia: od 10-6 s do 1017 s Dla cięższych jąder i cząstek  wysokość bariery ponad 20 MeV. Klasyczny opis – emisja czastki  niemożliwa!

  32. Rozpad  V E r prawdopodobieństwo emisji: ze wzrostem E maleje wykładnik – silnie rośnie prawdopodobieństwo • G. Gamov (1904 – 1968) – opis kwantowy: • cząstka  istnieje wewnątrz studni potencjału • cząstka  opisywana funkcją falową może przenikać barierę potencjału w zjawisku tunelowania Rin Rout

More Related