2.
CaracCaractteristicile nucleuluieristicile nucleului
Elementele constructive ale nucleelor sunt protonii şi neutronii.
Protonii şi neutronii au multe proprietăţi comune şi ei sunt deseori
priviţi ca două stări de sarcină diferită ale unei unice patricule
numită nucleon.
3. Numărul A de nucleoni din nucleu este numărul de masă sau
numărul nucleonic.
Numărul pozitronilor dă numărul de sarcină al nucleului sau
numărul atomic pentru atomul respectiv Z.
Numărul neutronilor va fi A-Z=N.
4. Notarea unui nucleu se va face:
Nuclizii pot fi grupaţi în următoarele categorii:
Izotopii definesc nuclizii care au aceeaşi
sarcină Z:
5. · Izotoni definesc nuclizii care au acelaşi număr de neutroni N=A-Z
· Izobari definesc nucleele care au celaşi număr de masă A
Unităţile dimensionale în nucleu sunt de ordinul:
Unitatea atomică de masă u.a.m. este a 12-a parte din masa nucleului
de 12
6
C
Cunoscând valorile precise ale maselor protonilor şi neutronilor se
poate calcula defectul de masă al nucleului.
Această mărime corespunde energiei de legătură a nucleului.
Energia de legătură raportată la numărul de nucleon are aproximativ
aceeaşi valiare pentru toate nucleele stabile adică conform relaţiei lui
Einstein:
Nuclear binding energy = Δmc2
( )[ ] ( ) ( )ZAZAMMZAMZ np ,, ∆=−−+⋅
6. · Maxima stabilitate se manifestă în regiunea nucleului de Fe .
Stabilitatea tinde să se realizeze prin reacţii de fisiune în domeniul
numerelor de masă mare şi prin reacţii de fuziune în regiunea cu
vqalori mici pentru A.
· Energia de legătură per nucleon are valori de~8MeV adică mult
mai mare decăt energia de legătură a electronilor ~ eV.
7. Radioactivitatea naturala
Anterior am arătat caracterul instabil al unor izotopi. Aceste nuclee
tind să se stabilizeze. Fenomenul de radioactivitate a elementelor
existente în natură este cunoscut sub numele de radioactivitate
naturală.
Dezintegrarea radioactivă este guvernată de o lege exponenţială
de forma:
Se mai definesc de asemenea:
Timpul de înjumătăţire
· Viteza de dezintegrare sau activitatea este numărul de nuclee
dezintegrate în unitate de timp, sau
unitatea de măsură este s-1
, dar în practică se utilizează unitatea
1curie(ci) care este activitatea unei surse ce prezintă
3,7*1010
dez/sec(activitatea unui gram de radiu).
t
oeNN
dt
dN λ−
λ=λ==Λ
9. În 1934 Irene şi Frederic Joliot- Curie descoperă şi radioactivitatea
artificială.
În procesele de dezintegrare intervin:
Dezintegrarea α
Dezintegrarea α a fost pusă în evidenţă în cadrul
procesului de dezintegrare radioactivă
Naturală şi în general
Se poate considera că procesul dezintegrării
α se desfăşoară în două etepe:
· Formarea particulei α în interiorul nucleului prin asocierea de
nucleoni,
· emisia particulei α prin efect tunel
Energia particulelor este de ~8.78 MeV.
HeThU 4
2
234
90
238
92 +→
HeYX A
Z
A
Z
4
2
4
2 +→ −
−
10. Dezintegrarea β
Defineşte procesul de transformare spontană a nucleelor instabile
izobare cu numărul de ordine ∆Z=±1 ca rezultat al emisiei unui electron,
al unui proton sau a capturii unui electron din păturile electronice.
sau
sau
Din legile de conservare a impulsului şi momentului cinetic se impune ca
dezintegrarea β să fie însoţită de emisia unei partticule neutre şi de
masă foarte mică neutrino. Masa de repaus(<10-3
moe
) se poate
considera nulă.
Emisia antiparticulei electronului pozitronul este numită tot radiaţie β.
−
−+→ ePaTh 0
1
234
91
234
90
ν++→ −
−+
~0
11 eYX A
Z
A
Z
+
++→ eCN 0
1
13
6
13
7 ν++→ +
+−
~0
11 eYX A
Z
A
Z
Spectrul electronilor şi pozitronilor emişi este continuu caracterizat de
o energie maximă între 18MeV şi 16MeV.
11. Captura electronică constă în capturarea de către nucleu a unui
electron de pe o pătură electronică internă a atomului. Acest proces
este însoţit de emisia unei radiaţii X specifice sau altfel spus emite raze
γ .
Radiaţia γ sunt fotoni de energie foarte mare.
