Физика для школьников старших классов и поступающих - Яворский Б.М.
ISBN 5-7107-9384-1
Скачать (прямая ссылка):
Превращение типа (п. 1°) Jp —» Jn + +Je + Qve возможно
только в ядрах, где необходимая для этого энергия заимствуется у соседних частиц. Это превращение приводит к искусственному р+-распаду.
4°. Полупериоды бета-распадов (VIII. 1.4.5°) изменяются для различных источников р+-радиоактивного излучения в
—О 1Я
широком интервале времени от 10 с до 10 лет. Они несоизмеримо больше времени сильного взаимодействия (10-22 -г- IO-23) с (VIII.2.2.8°). Это указывает на то, что бета-распад обусловливается слабым взаимодействием (VIII.2.2.6°).
5°. Решающим экспериментальным фактом для понимания механизма р_-распада и создания его теории стало изучение энергетического спектра испускаемых электронов. Этот спектр оказался непрерывным, простирающимся до W = WMaKC (рис. VIII. 1.2). Энергия Wmskc называется верхней границей энергии р_-спектра и является характеристикой источника р -радио-активного излучения. Для данного источника невозможны энергии электронов, превышающие WMaKc.
6°. Для того чтобы согласовать непрерывность спектра энергии электронов с дискретностью энергетических уровней ядер (Vin.l.5.5°), необходимо считать, что вместе с электроном
о
_:е из ядра испускается еще одна частица — электронное антинейтрино1 pVe. Полная энергия, теряемая ядром при р_-распаде, равна WMaKC, но она различным образом распределяется
р
между электроном и электронным антинейтрино . В частно-
1 Об античастицах см. VIII.2.1.7°.
2 Очевидно, что И^макс определяет разность ДWik энергий двух уровней ядра.
640
ГЛ. VIII.l. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА АТОМНЫХ ЯДЕР
сти, граничная точка на кривой рис. VIII. 1.2 означает, что вся энергия р_-распада уносится электроном. Нулевое значение энергии электрона на кривой соответствовало бы тому, что вся энергия уно-
0~
сится антинеитрино 0ve.
Для 3_-радиоактивности свободных нейтронов ^макс
— 782 кэВ, что полностью соответствует изложенному в п. 3°. При бета-распаде не изменяется массовое число А и спин ядра (VIII. 1.1.5°).
§ VIII. 1.7. Гамма-излучение
1°. Коротковолновое электромагнитное у-излучение (IV.4.6.60) испускается атомным ядром при его переходе из возбужденного СОСТОЯНИЯ С энергией Wi в основное или менее возбужденное состояние с энергией W2- Длина волны у-излучения столь мала
(Я, < IO-10 м), что волновые свойства у-излучения практически не проявляются, а определяющую роль играют его корпускулярные свойства. Поэтому у-излучение рассматривают как поток фотонов с энергией, равной с точностью до энергии отдачи ядра (см. VIII.l.8.2°): hv = Wi - W2. Энергетический спектр ядра и излучаемых им фотонов является дискретным (линейчатым).
2°. Гамма-излучение сопровождает процессы а- и (3-распада атомных ядер и не вызывает изменения заряда и массового числа ядер. При ядерных реакциях у-излучение испускается дочерними ядрами (Vni.1.4.30), которые в момент своего образования оказываются возбужденными. Время жизни атомного ядра в возбужденном состоянии значительно меньше времени жизни атома в
_Q
возбужденном состоянии (VL2.1.50), составляющем —10 с.
3°. Гамма-излучение — не единственный механизм отдачи энергии возбужденным атомным ядром. Существует другой, конкурирующий с у-излучением механизм — внутренняя конверсия. Внутренней конверсией называется явление непосредственной передачи избыточной энергии возбужденным атомным ядром одному из электронов атома, в результате чего этот электрон поки-
Рис. VIII. 1.2
§ VIII.1.7. ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЕ
641
дает атом. Вылетающий из атома электрон называется конверсионным электроном. Обычно это электроны из K-, L- и других внутренних слоев электронной оболочки атома (VI.2.3.60).
4°. Конверсионные электроны имеют дискретный энергетический спектр. Энергия конверсионного электрона Wn отличается от энергии AW 12 = Wі - W2 ядерного перехода на величину работы An по удалению электрона из соответствующего (л-го) внутреннего электронного слоя: Wn = AW12 -An.
Внутренняя конверсия сопровождается испусканием атомами характеристического рентгеновского излучения (VI.2.5B.80). Если энергия ядерного перехода AW12 > 1,022 МэВ, то появляется возможность отдачи этой энергии ядром путем образования электрон-позитронной пары (VIII.2.1.7°).
5°. Гамма-излучение оказывает сильное воздействие на вещество, в частности, на биологические объекты. Действие у-из-лучения и других видов ионизирующих излучений оценивается поглощенной дозой излучения D — отношением поглощенной энергии излучения к массе облучаемого вещества. Единицей дозы служит грей (Гр) — доза излучения, при которой массе в 1 кг облученного вещества передается энергия ионизи-
1 Дж
рующего излучения 1 Дж , Гр = I . Применяется также
внесистемная единица рад, 1 рад = IO-2 Гр.
Мощностью N поглощенной дозы излучения называется доза D, отнесенная к единице времени:
N = D/t.
Единицей мощности дозы служит грей в секунду'. = .
6°. Энергетической характеристикой излучения, оцениваемой по ионизации сухого атмосферного воздуха, является экспозиционная доза излучения D9. Единицей ее служит кулон
