Особливості моделювання радіоактивного розпаду
Період піврозпаду – проміжок часу, протягом якого кількість наявних радіоактивних ядер зменшується вдвічі. Природна радіоактивність - процес самовільного перетворення атомних структур, що супроводжується вилітанням різних частинок та випромінюванням.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 21.07.2017 |
| Размер файла | 10,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Природна радіоактивність являє собою процес самовільного перетворення атомних ядер, що супроводжується вилітанням різних частинок та випромінюванням. Випромінювання -променів супроводжує, як правило, процеси - та -розпаду. Випромінюючи -фотони, збуджене ядро переходить в основний стан.
Під час -розпаду ядро втрачає чотири нуклони; його масове число зменшується на чотири одиниці, а заряд - на дві. Під час -розпаду масове число залишається незмінним, а заряд збільшується на одиницю. Як і , так і -розпад описуються одним і тим же статистичним законом, який називають законом радіоактивного розпаду.
Оскільки природна активність - це самовільний процес, то розпад кожного ядра є випадковою подією, що має певну імовірність. Число ядер dN, що розпалися за проміжок часу dt, пропорційне dt і числу наявних ядер, які ще не розпалися:
радіоактивність атомний випромінювання піврозпад
dN = - Ndt (1)
Знак "мінус" з'являється в зв'язку з тим, що число ядер, які не розпалися, зменшується в процесі розпаду. Стала розпаду являє собою відносне зменшення числа ядер в одиницю часу. Інтегруючи рівняння (1) з початковою умовою N = N0 при t = 0, одержимо закон радіоактивного розпаду:
(2)
В рівнянні (2) N0- це число радіоактивних ядер в початковий момент часу, а N- число ядер, що не розпалися за час t.
Крім сталої розпаду радіоактивний розпад можна характеризувати періодом піврозпаду Т.
Період піврозпаду - це час, протягом якого число наявних радіоактивних ядер зменшується вдвічі.
Якщо час t1=T, то число ядер, що залишилися, дорівнює
;
через два періоди t2=2T:
; через три періоди t3=3T:
і т.д.
Перепишемо вирази для N1, N2, N3 наступним чином:
; ; .
Легко бачити закономірність, яку можна подати в загальному виді:
,
Де:
.
Для довільного моменту часу t:
(3)
(3) - це ще одна форма запису закону радіоактивного розпаду.
Вираз (3) можна одержати також і з рівняння (2).
Якщо ,
То:
;
скоротивши на N0, матимемо:
, .
Прологарифмуємо цей вираз: , звідки:
(4)
Вираз (4) дає зв'язок між сталою радіоактивного розпаду і періодом піврозпаду. Підставимо (4) в (2):
;
після перетворень одержимо:
,
що співпадає з виразом (3).
Число ядер, що розпались за час t, дорівнює:
(5)
Закон радіоактивного розпаду передбачає число ядер, які не розпались за час t; але він не вказує, які саме ядра розпадуться за цей час. Цей закон є статистичним законом; точно він виконується лише у випадку величезної кількості ядер.
Імовірність розпаду кожного з радіоактивних ядер за час T дорівнює 1/2. Процес радіоактивного розпаду можна моделювати підкиданням монет, при якому з імовірністю 1/2 випадає герб чи цифра ("орел" чи "решка"). Нехай, якщо випаде "орел", то ядро вціліло, а якщо "решка" - то розпалось. Кожне кидання монет відповідає для ядра протіканню проміжку часу, що дорівнює періоду піврозпаду.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Поняття радіоактивності. Різниця між радіоактивністю і розпадом "компаунд"-ядер, утворених дією деяких елементарних частинок на стабільні ядра. Закономірності "альфа" і "бета" розпаду. Гамма-випромінювання ядер не є самостійним видом радіоактивності.
реферат [154,4 K], добавлен 12.04.2009Взаємодія заряджених частинок з твердим тілом, пружні зіткнення. Види резерфордівського зворотнього розсіювання. Автоматизація вимірювання температури підкладки. Взаємодія атомних частинок з кристалами. Проведення структурних досліджень плівок.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 21.05.2015Дослідження та винаходи, які сприяли формуванню гіпотези про складну будову атома: відкриття субатомних частинок, рентгенівські промені та радіоактивність. Перша модель атома Дж.Дж. Томсона. Планетарна модель Резерфорда. Теорія та постулати Бора.
курсовая работа [985,6 K], добавлен 26.09.2012Вивчення фізичної сутності поняття атомного ядра. Енергія зв’язку і маса ядра. Електричні і магнітні моменти ядер. Квантові характеристики ядер. Оболонкова та ротаційні моделі ядер. Надтекучість ядерної речовини. Опис явищ, що протікають в атомних ядрах.
курсовая работа [50,2 K], добавлен 07.12.2014Визначення поняття сцинтиляційного спектрометра як приладу для реєстрації і спектрометрії частинок. Основні методи спостереження та вивчення зіткнень і взаємних перетворень ядер і елементарних частинок. Принцип дії лічильника Гейгера та камери Вільсона.
презентация [975,1 K], добавлен 17.03.2012Метод математичного моделювання фізичних властивостей діелектричних періодичних структур та їх електродинамічні характеристики за наявності електромагнітної хвилі великої амплітуди. Фізичні обмеження на управління електромагнітним випромінюванням.
автореферат [797,6 K], добавлен 11.04.2009Загальне поняття про будову лічильника Гейгера-Мюллера, його призначення. Функції скляного віконця трубки. Процес реєстрації нейтронів. Історія винаходу лічильника. Камера Вільсона як детектор треків швидких заряджених частинок. Процес конденсації пари.
презентация [339,3 K], добавлен 15.04.2013Види класифікації елементарних частинок, їх поділ за статистичним розподілом Фермі-Дірака та Бозе-Ейнштейна. Види елементарних взаємодій та їх характеристика. Методи дослідження характеристик елементарних частинок. Особливості використання прискорювачів.
курсовая работа [603,0 K], добавлен 11.12.2014Визначення мети кожної практичної роботи, призначення, позначення та маркування різних видів насосів, які застосовуються в умовах теплових і атомних електростанцій. Конструктивні особливості основних, допоміжних і різних насосів в умовах їх експлуатації.
методичка [3,1 M], добавлен 18.04.2013Ядерна енергетика як галузь науки і техніки. Діяльність державного підприємства НАЕК "Енергоатом" та атомних електростанцій України. Процес перетворення ядерної енергії на теплову і електричну. Альтернативні джерела: Сонце, вітер, земля, Світовий океан.
презентация [2,2 M], добавлен 30.01.2011