Защита населения в чрезвычайных ситуациях
Контрольная работа - Безопасность жизнедеятельности
Другие контрольные работы по предмету Безопасность жизнедеятельности
самопроизвольное (спонтанное) деление ядер радиоактивных элементов с большими атомными массами (урана -235, тория - 232, протактиния -231, плутония - 239).
При написании уравнений реакций заряд частицы указывается в единицах элементарного заряда слева внизу от символа. В устаревшей форме записи заряд и масса указывались справа от символа, но масса - вверху; заряд - внизу. Протоны и нейтроны входят в состав ядра и определяют свойства элемента.
Ядра элементов при написании уравнений реакций записываются в виде АZХ(126С, 147N),
где Х - символ элемента;
Z - зарядовое число, которое показывает число протонов в ядре и определяется как порядковый номер элемента из ПСМ;
А - массовое число, показывает число нуклонов в ядре определяется, как атомная масса элемента из ПСМ, округленная до целого значения;
N - число нейтронов в ядре, равное A - Z.
Если ядра двух атомов содержат одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов, они обычно одним символом, обладают одинаковыми химическими свойствами и называются изотопами (126С, 146С).
Изотопы различаются по физическим свойствам, следовательно, химические свойства элемента зависит от числа протонов в ядре
Z1=Z2; A1=A2
Известно около 280 устойчивых изотопов и более 1500 неустойчивых. Чем более устойчив изотоп, тем более он распространен в природе, поэтому взятые в ПСМ массовые числа соответствуют наиболее стабильному изотопу данного элемента.
Ядра, у которых одинаковое количество нуклонов, но различное содержание протонов и нейтронов, называются изобарами.
Z1=Z2; A1=A2
Изобары обозначаются различными символами, имеют различные химические и близкие физические свойства и не различимы при масса- спектрометрическом анализе. В природе изобары обычно встречаются парами. Известно около 60 устойчивых изобарных пар, в которых обычно четные A и Z.
Два одинаковых по составу ядра, находящихся в различных энергетических состояниях, называют изомерами
Z1=Z2; A1=A2; Е1=Е2.
Протоны и нейтроны внутри ядра могут превращаться друг в друга. В устойчивых ядрах количество протонов и нейтронов постоянно. В неустойчивых ядрах, а также для свободных частиц возможно преобладание одного из процессов. Преобладать будет тот процесс, для которого выполняется термодинамическое условие самопроизвольного протекания. Процессы n - p, p - n находятся в термодинамическом обратимом равновесии.
Это равновесие может быть смещено в любую сторону, но только при непосредственном воздействии на ядро. Непосредственное взаимодействие на ядро могут оказывать y-кванты и элементарные частицы.
Большинство ядерных реакций проводятся под действием потока нейтронов, которые вступают в обменное взаимодействие с нуклонами ядра при любой энергии.
4. Оценить устойчивость ядра отдачи
Чтобы оценить устойчивость ядра отдачи, необходимо сравнить соотношения между протонами и нейтронами в исходном, устойчивом ядре и в ядре отдачи, что предоставлено на схеме:
Х1Х2рZZ-1nA-Z(A-Z)-1
В ядре отдачи количество протонов уменьшилось, а количество нейтронов увеличилось по сравнению с исходным устойчивым ядром, следовательно, в ядре отдачи образуется избыток нейтронов и нарушилось равновесие n - p, стало быть, восстановить исходное равновесие, избыточный нейтрон будет стремиться превратиться в протон, поэтому ядро отдачи будет неустойчивым радиоактивным и распадается по Я-механизму.
5. Написать уравнение распада
Я-: AZ-1 X2 - AZX3 + 0-1e + v.
Таким образом, в результате двух последних ядерных реакций система вернулась в исходное устойчивое состояние X3 = X1.
Первый процесс протекает практически мгновенно, поэтому лимитирующей стадией является Я- распад ядра Х2 и скорость обоих превращений обусловливается периодом полураспада этого ядра.
Рассмотрим реакцию типа (n, 2n).
AZX1 + 10 n - A-1 ZX2 + 10n + 10n.
В ядре отдачи уменьшилось относительное число нейтронов, следовательно, здесь избыток протонов, и, значит, уменьшилось число нейтронов, поэтому протон стремиться превратиться в нейтрон, то есть ядро отдачи неустойчиво, Я+ активно, что показано на схеме.
Х1Х2рZZ-1nA-Z(A-Z)-1
Я+: A-1Z X2 - A-1Z-1X3 + 0+1e + v
Чтобы оценить устойчивость реального ядра отдачи, необходимо сравнить его массовое число с относительной атомной массой, указанной в таблице Менделеева (округленное до целого значения).
Возможны три случая:
. А=М - ядро устойчиво;
. А>M - избыток нейтронов;
. A<M - избыток протонов.
7. Задача
Элементарная частица весит 2,4 * 10-27 кг. К какому виду частиц она относится? Выразить массу этой частицы всеми возможными способами.
Решение:
Пояснение.
Масса любой элементарной частицы может быть выражена в единицах массы электрона ( 1 me= 9,1 * 10-31 кг), в энергетических единицах - МэВ, в атомных единицах массы - а.е.м. (МЕ) 1 а.е.м = 1,67*10-27 кг.
В зависимости от массы элементарные частицы делятся на следующие виды:
1.Лептоны - самые легкие элементарные частицы, масса покоя которых близка к нулю или считается равной нулю. Формально к лептонам относятся частицы, массы покоя которых меньше, либо равны, массе покоя электрона (me= 9,1 * 10-31 кг).
2.Мезоны - частицы, у которых масса больше, чем масса электрона, но меньше, чем масса протона (масса протона составляет 1836,1 me).
.Барионы и гипероны - тяжелые частицы, массы покоя которых больше либо равны, массе протона.
Решение: Так как масса
<