Оқулық физика 9 проект башарұлы Р. т б
жүктеу/скачать 5,74 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Радиоактивті изотоп ядроларының тек жартысы ыдырайтын уақыт осы изотоптың жартылай ыдырау периоды деп аталады.
| 2.
Ядролардың өз бетімен альфа, бета және басқа да бөлшектер мен сәулелерді шығарып түрленулерін олардың радиоактивті ыдырауы деп атайды. Ауыр элементтер ядроларының ыдырау жылдамдықтарын сипаттау үшін жартылай ыдырау периоды деген шама енгізіледі. Оны Т әрпімен белгілейді. Радиоактивті изотоп ядроларының тек жартысы ыдырайтын уақыт осы изотоптың жартылай ыдырау периоды деп аталады. Мысалы, жартылай ыдырау периодтары: Висмут-209 изотопы үшін ол Т = 2 · 10 18 жыл, висмут-210 изотопы үшін Т = 5 тәул., көміртек-14 үшін Т = 5600 жыл, криптон-85 үшін Т = 10,6 жыл, лантан-140 үшін Т = 40,2 сағ, барий-140 үшін Т = 12,8 тәул. Жартылай ыдырау периодының анықтамасына сәйкес изотоптың ал- ғашқы N 0 ядроларынан t = 1 Т уақыт өткенде N 0 2 ядро, t = 2 Т уақыт өт- кенде N 0 2 : 2 = N 0 2 2 ядро, ал t = 10 Т , яғни он жарты периодқа тең уақыт өткенде N 0 10 2 ядро қалады. Қорыта келгенде, п жарты периодқа тең t = пТ уақыт өткенде ыдырамай қалған ядролардың санын жоғарыдағы зандылықтарға сүйене отырып, жалпы түрде былай жазамыз: N N N n t T = = 0 0 1 2 1 2 · · . / немесе n = t / T ескеріп, N N N N n t T = = 0 0 1 2 1 2 · · . / (7.8) Мұндағы N 0 – ең алғашқы ядролардың саны, N – ыдырамаған ядро- §47. рАдИОАКтИвті ЫдЫрАу ЗАңЫ 265 ПРОЕКТ лар саны, t – ыдырау уақыты, Т – жартылай ыдырау периоды, п – жартылай ыдырау периодының t уақыт ішіндегі саны. 1902 ж. Э. Резерфорд пен Ф. Содди аш- қан бұл өрнек радиоактивті ыдырау заңы деп аталады. Өрнекке кіретін шамалардың тәуелділік сызбасы математикада экспонен- циалдық қисық деп аталады (сурет 7.4). Сонымен, радиоактивті элементтердің яд- ролары экспоненциалдық қисық бойынша ыдырап, басқа элементтердің ядроларына түрленеді. 3. Радиоактивті ыдырау заңы нақты атомның да, немесе азынаулақ атомдардың да ядроларының ыдырауларын сипаттай ал- майды. Бұл заң аса көп атомдардың ядро- ларының ыдырауларын ғана сипаттайды. Өйткені атом ядросының ыдырауы кездейсоқ оқиға болып табылады: мысалы, қазір ыдырайды деп отырған ядро мыңдаған жылдардан кейін ыдырап, ал оның есесіне ыдырауы күтілмеген басқа бір ядро әп-сәтте ыдырауы мүмкін. Міне, осындай кездейсоқ орындалатын құ- былыстарды сипаттау үшін математикалық ықтималдық теориясы қолданылады. Ықтималдық теориясына негізделген заңдылықтар тек аса көп бөлшектерден тұратын жүйелерде ғана орын алатын кездейсоқ құбылыстарды жалпы түрде сипаттай алады. 4. Тәжірибенің көрсетуі бойынша, өз бетімен табиғи ыдырайтын яд- ролар қатарын, массалық сандары 200-ден асатын химиялық элемент- тердің ядролары түзеді. Бұл элементтердің ядроларындағы нуклондар- дың байланыс энергиясы периодтық кестенің орта тұсындағы элемент- тердің байланыс энергияларынан аз (сурет 7.1). Сондықтан олардың ядролары байланыс энергиясы үлкендеу болатын бөліктерге (жеңілірек ядроларға) ыдырауға бейім тұрады. Мысалы, ондай бөліктерге Резер- форд тәжірибесінде ашылған альфа-бөлшегі, яғни гелий элементінің ядросы ( 2 Не 4 ) және басқа элементтердің ядролары жатады. Ядролар өз бетімен ыдырағанда да зарядтың және массалық сандардың сақталу заң- дары қатаң сақталады. Осыған орай - ыдыраудың жалпы формуласы былай жазылады: Z A Z A X He Y ûäûðàó α − − − → + 2 4 2 4 , (7.9) мұндағы X – ыдырайтын ядро, А – массалық сан (нуклондар саны), Z – ыдырайтын элементтің зарядтық саны (периодтық кестедегі реттік нө- мірі), 2 4 He – туынды гелий ядросы ( -бөлшегі), Ү – туынды ядро. Cурет 7.4. Ядролардың ыдырау графигі 266 ПРОЕКТ Жоғарыдағы формулаға және зарядтық әрі массалық сандардың сақталу заңдарына сүйеніп, уран-238 изотопы ядросының -ыдырау реакциясын жаза аламыз. 92 238 2 4 90 234 U He Th ûäûðàó α ν − → + + h уран гелий торий фотон (7.10) Уранның -ыдырау реакциясында зарядтық сандардың (төменгі ин- декстер) сақталу заңының да (92 = 2 + 90), массалық сандардың (жоғарғы индекстер) сақталу заңының да (238 = 4 + 234) орындалатынын көреміз. Альфа-ыдырауға қуатты ядролық күштер қарсы тұрады. Сондықтан элементтердің өз бетімен -ыдырауы өте баяу жүреді. жүктеу/скачать 5,74 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|