Канальный кипящий графитовый реактор Реакторы водо-водяного типа Реакторы на быстрых нейтронах Задачи по физике ядра Испытания ядерного оружия

Это самопроизвольное испускание лептонов (). За этот процесс ответственно слабое взаимодействие. β-активные ядра разбросаны по всей системе элементов. Есть 3 вида β-распада. Происходящие при этом внутри ядра превращения нуклонов и энергетические условия соответствующего вида β-распада выглядят так:

Времена β-распада лежат в интервале T1/2(β) = 0,1 с – 1017 лет. α-распад, за который ответственны ядерные силы, может происходить за времена существенно более короткие (до 3 ∙ 10-7 с). На малую интенсивность слабых взаимодействий указывает и большое время жизни нейтрона (≈ 15 мин). γ-распад со сравнимой энергией выделения (0,78 МэВ) идёт в среднем за 10-12 с.

 

Атомные подводные лодки и надводные корабли С 1955 по 1996 гг. в бывшем СССР построено около 250 атомных подводных лодок и 5 надводных кораблей. Помимо этого был сконструирован ядерный реактор (класса "Нюрка"), который предполагалось устанавливать на дизельные подводные лодки. К Северному флоту приписано 2/3 всех атомных подводных лодок России, 1/3 приходится на Тихоокеанский флот. На Черноморском и Балтийском флотах атомные подводные лодки не базируются.

 Энергия β-распада

Она заключена в интервале от 18,61 кэВ () до 13,4 МэВ ().

Кулоновский барьер при β-распаде существует лишь для позитронов, образовавшихся внутри ядра. Соотношение неопределённостей “запрещает” электронам и позитронам долго оставаться внутри ядра. Характерные энергии β-распада таковы, что , где pβ – относительный импульс лептонной пары при β-распаде, R – радиус ядра. Т.о., имеем неравенство . В то же время, поскольку неопределенность в импульсе электрона  и неопределённость в его координате , из этого неравенства следует , что противоречит соотношению неопределённостей .

При β± - распаде возникает 3 продукта с произвольным распределением по энергии. При этом энергетический спектр каждого продукта непрерывен. При e-захвате возникает 2 продукта и спектр дискретен.

4. γ-распад.

С точностью до незначительной энергии отдачи ядра энергия γ-перехода равна разности энергий уровней. Вероятность поглощения (испускания) фотонов может быть рассчитана в рамках квантовомеханической теории возмущений. Переходы с Eγ < 10 МэВ отвечают условию λ >> R. Действительно, для фотона с энергией 10 МэВ

.

Даже для ядер с A ≈ 200, у которых R ≈ 1,2 ∙ A1/3 фм ≈ 7 фм, имеем λ >> R. Если λ >> R, то для γ-переходов получено, что с ростом относительного орбитального момента (или полного момента) фотона вероятность процесса резко падает.

Это же наблюдается при β-распаде. Действительно, введя условие λ >> R (kR << 1, где k = p/ћ – относительный волновой вектор, а p – относительный импульс) и повторяя подход, использованный при рассмотрении электромагнитных переходов, можно придти к тем же выводам о резком снижении вероятности β-переходов с ростом относительного орбитального момента лептонной пары. Характерные энергии β-распада (≈ 1 – 2 МэВ) таковы, что, полагая R ≈ 5 фм, получаем

Поэтому справедливо длинноволновое приближение. Увеличение орбитального момента на единицу приводит к уменьшению вероятности β-перехода в ≈ 102 – 104 раз.

Итак, во всех этих видах радиоактивного распада ядер (α, β, γ), теория которых приводится в учебниках по ядерной физике, в том числе и рекомендованных в списке литературы к данному курсу, вероятность распада зависит от относительного орбитального момента продуктов распада. Во всех случаях (при прочих равных условиях) вероятность падает с ростом орбитального момента. Однако в α-распаде это не является определяющим фактором формирования вероятности распада. Значительно более важную роль там играет кулоновский барьер. В β- и γ-распадах, где кулоновский барьер не играет большой роли, фактор подавления вероятности за счёт орбитального момента становится определяющим.

Тема: Дозиметрические определения и единицы.

 

Определение активности. Единицы активности.

Экспозиционная доза. Мощность экспозиционной дозы. Единицы измерения.

Поглощенная доза излучения. Мощность поглощенной дозы. Единицы измерения.

Эквивалентная доза. Относительная биологическая эффективность (ОБЭ). Коэффициент качества излучения. Единицы эквивалентной дозы.


На главную