Atomové jádro

26. Teoretická otázka - Atomové jádro

ľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľľ

1) ZÁKLADNÍ POJMY

- jádro atomu - objeveno 1911 Rutherfordem

- centrální část atomu

- tvoří téměř celou hmotnost atomu

- obsahuje částice - protony, elektrony

- poloměr atomu:

- protony - mp = 1,673⋅10-27 kg

- kladný náboj e+

- značka 1p

- neutron - mn = 1,675⋅1027 kg

- bez náboje

- značka 0n

- může docházet k rozpadu: n → p + e + ν (antineutrino)

- obecné značení prvků:

- Z - protonové číslo

- A - nukleonové číslo

- izotopy - atomy téhož prvku s různým A

- hmotnost atomu:

- hmotnostní spektrograf - částice s nábojem vlétne do HMP Ţ HMP zakřivuje trajektorii Ţ

Ţ dopad na fotografickou desku

- B⋅Q⋅v = m⋅v2/r Ţ m = B⋅Q⋅r/v

2) JADERNÉ SÍLY

- elektrické síly - vzájemně odpuzují jednotlivé protony

- jaderné síly - drží jádro pohromadě

- tzv. silná interakce

- předpověditel - H. Yukawa

- přitažlivé

- krátkodosahové ( ve vzdálenosti r < 10-15 překonávají elektrostatické síly

- působí na protony a neutrony

- projevuje se tzv. nasycení - působí na malý počet nukleonů

- zprostředkovány tzv. mezony - částice s nábojem (me < mm < mp)

- objevitel mezonů - C. F. Powel (v kosmickém záření)

3) VAZEBNÁ ENERGIE

- energie potřebná k úplnému rozdělení jádra na nukleony

- hmotnost jádra je vždy menší než hmotnost jednotlivých nukleonů

- hmotnostní schodek jádra - udává rozdíl skutečné hmotnosti jádra a hmotnosti jednotlivých částic

- řešením Einsteinův vztah: E = m⋅c2 (každá změna hmotnosti souvisí se změnou energie) Ţ dodáváme-li soustavě energii, pak zároveň zvětšujeme její hmotnost Ţ

- častěji udáváme vazebnou energii na jeden nukleon:

- maximální εj - Fe (8,79 MeV)

4) RADIOAKTIVITA

- jádro (podobně jako obal) je objekt mikrosvěta Ţ popisován kvantovými zákony

- nukleony vytvářejí kvantové stavy (slupky) Ţ při přechodu mezi hladinami vysílají fotony (záření γ)

- H. Becquerel - 1896 - objev přirozené radioaktivity (některé soli způsobily zčernání desek)

- P. Curie + M. Sklodowská - 1897 - objev radioaktivního Ra a Po

- druhy záření - α - představováno částicí α (proud jader helia)

- uplatnění v tunelovém jevu

- energeticky nejvýhodnější

- velké ionizační účinky

- malá průraznost (ve vzduchu asi 10 cm)

- urychlovatelná a odklonitelné v elektromagnetickém poli (má náboj)

- β - částice β (elektron)

- ovlivnitelné v elektromagnetickém poli

- vznik n → p + e

- pozitron - antičástice k elektronu (záření β+)

- γ - částice γ (foton)

- velká průraznost

- neovlivnitelné elektromagnetickým polem

- λ < 300 pm

- každý radionuklid se jadernou přeměnou přesouvá na jiné místo periodické soustavě:

5) ZÁKON RADIOAKTIVNÍ PŘEMĚNY

- hledáme funkci popisující počet rozpadlých jader za jednotku času: N = f(t)