fizyka wzory prawa zadania teoria, chemia teoria zadania wzory, modelarstwo szkutnicze

Elementy fizyki jądrowej

Promieniotwórczość naturalna

Promieniotwórczość naturalna, to promieniowanie jonizujące pochodzące wyłącznie ze źródeł naturalnych- naturalnych pierwiastków radioaktywnych obecnych w glebie, skałach, powietrzu i wodzie. Badając odchylanie emitowanego promieniowania w polu magnetycznym stwierdzono, że można rozróżnić trzy jego rodzaje: (alfa)(beta)(gamma)
promieniotwórczość naturalna

Promieniowanie alfa

Promieniowanie alfa, to rodzaj promieniowania jonizującego cechującego się małą przenikalnością. Jest to strumień cząstek składających się z dwóch protonów i dwóch neutronów. Ma ładunek dodatni i jest identyczna z jądrem atomu izotopu 4He. Cząsteczki alfa są wytwarzane przez jądra pierwiastków promieniotwórczych, na przykład uran, rad. Proces ten określa się jako rozpad alfa. Jądro, które wyemituje cząstkę alfa pozostaje zwykle w stanie wzbudzonym, co wiąże się z dodatkową emisją kwantu gamma. Promieniowanie alfa mają najmniejsza przenikliwość- nie przechodzi przez kartkę papieru.

Promieniowanie beta

Promieniowanie beta, to jeden z rodzajów promieniowania jonizującego wysyłanego przez promieniotwórcze jądra atomowe podczas przemiany jądrowej. Promieniowanie beta powstaje podczas rozpadu jądra atomowego typu beta i jest strumieniem elektronów lub pozytonów. Promieniowanie beta jest silnie pochłaniane przez materię, przez którą przechodzi. Promieniowanie to jest zatrzymywane już przez aluminiową blachę grubości kilku milimetrów.

Promieniowanie gamma

Promieniowanie gamma, to wysokoenergetyczna forma promieniowania elektromagnetycznego. Za promieniowanie gamma uznaje się promieniowanie o energii kwantu większej od 10 keV. Zakres ten częściowo pokrywa się z zakresem promieniowania rentgenowskiego. Rozróżnienie promieniowania gamma oraz promieniowania X opiera się na ich źródłach, a nie na długości fali. Promieniowanie gamma wytwarzane jest w wyniku przemian jądrowych lub zderzeń jąder, a promieniowanie rentgenowskie, w wyniku zderzeń elektronów z atomami. Promieniowanie gamma jest promieniowaniem jonizującym i najbardziej przenikliwym- przechodzi łatwo przez grube warstwy ołowiu.

Grej (Gy)

Grej, to jednostka miary pochłaniania promieniowania (dawki pochłaniania); dawka pochłonięta wynosi jeden grej, gdy jeden kilogram materii pochłania energię jednego dżula.
grej definicja jednostki

Sivert (Sv)

Sivert, jest to jednostka dawki pochłoniętej promieniowania jonizującego. Wielkość ta uwzględnia szkodliwość biologiczną rodzaju promieniowania.
sivert jednostka
gdzie Q jest to współczynnik szkodliwości biologicznej dla danego rodzaju promieniowania.

Rozpad promieniotwórczy

Rozpad promieniotwórczy, to zjawisko spontanicznej przemiany jądra atomowego danego izotopu w inne jądro. Rozróżniamy rozpad alfa, rozpad beta (minus) i rozpad beta (plus).
rozpad promieniotwórczy alfa, beta plus, beta minus
W rozpadzie alfa produktem jest nowe jądro i cząstka alfa (jądro helu).
W rozpadzie beta minus produktem jest nowe jądro i elektron.
W rozpadzie beta plus produktem jest nowe jądro i pozyton. Rozpadami rządzi reguła Soddy'ego i Fajansa.

Reguła Soddy'ego i Fajansa

Reguła Soddy'ego i Fajansa, to reguła określająca położenie pierwiastka powstałego po emisji cząstki alfa lub beta z jądra macierzystego pierwiastka.
Emisja cząstki alfa powoduje zmniejszenie masy jądra o cztery jednostki masy atomowej, a ładunku o dwa ładunki elementarne, wskutek czego powstały pierwiastek znajduje się o dwa miejsca na lewo w układzie okresowym w stosunku do pierwiastka macierzystego (liczba masowa maleje o 4, atomowa maleje o 2).
Emisja beta minus powoduje przesunięcie położenia pierwiastka o jedno miejsce na prawo (liczba atomowa wzrasta o 1, masowa bez zmian).
Emisja beta plus (przesunięcie o jedno miejsce na lewo w układzie okresowym - liczba atomowa maleje o 1, masowa bez zmian).

Promień jądra atomowego

wzór promień jądra atomowego

Izotopy

Izotopy, to nuklidy(jądra atomowe), które mają ten sam ładunek (taka samą liczbę protonów), czyli ta sama liczba atomowa Z, ale różnią się liczbą neutronów.

Izobary

Izobary, to nuklidy (jądra atomowe), które mają takie same liczby masowe A, a różne liczby atomowe.

Izotony

Izotony, to nuklidy( jądra atomowe), które mają różną liczbę protonów przy jednakowej liczbie neutronów.

Niedobór masy

Niedobór masy, jest to różnica sumy mas części składowych nuklidu (jądra atomowego) a j masą jądra.
wzór niedobór masy

Energia wiązania

Energia wiązania jądra atomowego określa energię potrzebną do rozdzielenia jądra atomowego na protony i neutrony. Jest ważnym kryterium decydującym o trwałości jądra atomowego.
wzór energia wiązania

Aktywność źródła promieniotwórczego

Aktywność źródła promieniotwórczego, jest to całkowita liczba rozpadów promieniotwórczych jąder źródła w jednostce czasu, Jednostką aktywności źródła promieniowania w układzie SI jest bekerel (Bq)
wzór aktywność źródła promieniotwórczego

Prawo rozpadu promieniotwórczego

Prawo rozpadu promieniotwórczego, to zależność określająca szybkość ubywania pierwotnej masy substancji zbudowanej z jednego rodzaju cząstek, która ulega naturalnemu, spontanicznemu rozpadowi.
wzór prawo rozpadu promieniotwórczego

Czas połowicznego rozpadu

Czas połowicznego rozpadu, jest to czas charakterystyczny dla danego źródła promieniotwórczego, po którym liczba jąder promieniotwórczych maleje dwukrotnie. Jego wartość powiązana jest ze stała rozpadu poniższą zależnością
wzór czas połowicznego rozpadu

Krzywa rozpadu

Krzywa rozpadu, to graficzne przedstawienie prawa rozpadu
krzywa rozpadu

Reakcja łańcuchowa

Reakcja łańcuchowa, to szczególny rodzaj reakcji jądrowej. Po zainicjowaniu reakcja przebiega początkowo tylko w niewielkiej części ośrodka, lecz jej produkty - ciepło, reaktywne produkty pośrednie - inicjują reakcję w kolejnym punkcie ośrodka, w skutek, czego rozwija się ona lawinowo bez potrzeby udziału zewnętrznego czynnika inicjującego. Podczas reakcji wydziela się energia do otoczenia. Wydzielenie energii jest skutkiem deficytu masy. Masa produktu reakcji jest mniejsza od masy składników reakcji.

Reakcja syntezy (reakcja termojądrowa)

Reakcja syntezy polega na łączeniu się dwóch nuklidów (jąder atomowych) w jeden. Reakcja przebiega z wydzieleniem się energii do otoczenia. Wydzielenie energii jest skutkiem deficytu masy. Masa produktu reakcji jest mniejsza od masy składników reakcji.