1 / 40

FIZYKA III MEL

FIZYKA III MEL. Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych. Wykład 3 – modele jądrowe cd. E B / A. [MeV]. 10. 8. 6. Z=28. Z=50. N=82. N=50. N=28. Z=82N=126. 4. Z=8N=8. Z=20N=20. 2. Z=2N=2. 50. 100. 150. 200. 250. A. liczby magiczne. 2 8 20 28 50 82 126. Model powłokowy.

howard-stanley
Download Presentation

FIZYKA III MEL

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. FIZYKA IIIMEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych Wykład 3 – modele jądrowe cd.

  2. EB/A [MeV] 10 8 6 Z=28 Z=50 N=82 N=50 N=28 Z=82N=126 4 Z=8N=8 Z=20N=20 2 Z=2N=2 50 100 150 200 250 A liczby magiczne 2820285082126

  3. Model powłokowy magiczne = silnie związane

  4. Częstości występowania nuklidów

  5. potencjał Woodsa - Saxona Potencjał w modelu powłokowym Rozważamy nukleon, znajdujący się w polu potencjału pochodzącego od pozostałych nukleonów.

  6. dodatkowo dla protonów: potencjał kulombowski

  7. Kształt studni potencjału

  8. orbitalna liczba kwantowal- określa orbitalny moment pędu nukleonu: lprzybiera wartości całkowite, a liczba możliwych ustawień dla danego lwynosi 2l + 1 spin s - określa własny moment pędu nukleonu liczba możliwych ustawień spinu (s = ½): 2s+ 1 = 2 Liczby kwantowe w modelu powłokowym dla danegol : 2(2l + 1) możliwych stanów

  9. główna liczba kwantowa stan s 1s, 2s, … stan p 1p, 2p, … stan d stan f dla poziomy energetyczne rozszczepiają się (sprzężenie spin-orbita) ( l - ½ ) ( l ) ( l + ½ ) Poziomy energetyczne

  10. Najniższe poziomy energetyczne 1d3/2 2s 2s1/2 1d 1d5/2 1p1/2 1p 1p3/2 1s1/2 1s

  11. 1j 3/2 4 184 3d 7/2 8 180 4s 1/2 2 172 5/2 6 170 15/2 16 164 2g 11/2 11/2 12 148 9/2 10 136 1i 126 1/2 1/2 2 126 3p 3/2 13/2 14 124 13/2 3/2 4 110 5/2 5/2 6 106 2f 7/2 9/2 10 100 9/2 7/2 8 90 82 1h 3s 1/2 1/2 2 82 3/2 3/2 4 80 11/2 12 76 2d 11/2 5/2 7/2 8 64 7/2 5/2 6 56 1g 50 9/2 9/2 10 50 1/2 1/2 2 40 2p 5/2 5/2 6 38 3/2 3/2 4 32 1f 28 7/2 7/2 8 28 20 3/2 3/2 4 20 1d 2s 1/2 1/2 2 16 5/2 5/2 6 14 8 1/2 1/2 2 8 1p 3/2 3/2 4 6 2 1s 1/2 1/2 2 2

  12. promieniotwórczość

  13. laboratorium Curie

  14. 1903 – PC, MSC 1911 – MSC 1935 – FJ, IJC ich troje (noblistów)

  15. Przemiany jądrowe rozpad  rozpad – rozpad + wychwyt K () przemiana  wewnętrzna konwersja

  16. Przemiany jądrowe • spontaniczne • przypadkowe • stała rozpadu  • stała czasowa • okres połowicznego zaniku

  17. Przemiany jądrowe aktywność– liczba rozpadów na jednostkę czasu: jednostka - bekerel: dawna jednostka – kiur (aktywność 1g Ra)

  18. Proces statystyczny – zmiana (ubytek) jąder proporcjonalny do całkowitej liczby jąder N oraz do czasu t. Prawo rozpadu

  19. warunki początkowe: stała rozpadu średni czas życia: Prawo rozpadu http://www.lon-capa.org/~mmp/applist/decay/decay.htm

  20. mierzymy aktywność Aktywność źródła: Prawo rozpadu

  21. Pomiar stałej rozpadu ln A/A0 t1/2 2t1/2

  22. Ile jąder zostanie? Czas połowicznego zaniku: Prawo rozpadu

  23. fluktuacje statystyczne fluktuacje względne Przemiany jądrowe Proces statystyczny – liczba jąder, które ulegną rozpadowi w czasie T1/2fluktuuje wokół wartości N0/2

  24. Datowanie promieniotwórcze

  25. Przemiana  Jądro wzbudzone przechodzi do stanu podstawowego pozbywając się energii wzbudzenia. przemiana   wewnętrzna konwersja e

  26. Przemiana  • widmo energetyczne dyskretne: h = Ei - Ef jądro macierzyste  • energia: kilka, kilkanaście MeV  jądro pochodne • przemiana  jest procesem wtórnym – następuje po procesach prowadzących do wzbudzenia jądra (zderzenie, rozpad  lub )

  27. Przemiana  • czas życia stanu wzbudzonego:  = 10-16 - 10-15 s • izomeria jądrowa – bardzo długie czasy życia stanu wzbudzonego • Procesem konkurencyjnym do emisji kwantu  jest proces wewnętrznej konwersji – energia wzbudzenia jądra jest przekazywana bezpośrednio elektronowi z powłoki bliskiej jądra (K lub L) i elektron wylatuje z atomu. współczynnik konwersji:

  28. Dla przejściamiędzy dwoma stanami jądra o określonym spinie i parzystości: musi być spełniona zasada zachowania momentu pędu i parzystości. • spin kwanu gamma - 1ħ • zakaz przejścia 0  0 Przemiana  Pełny opis przejść radiacyjnych w jądrach daje elektrodynamika kwantowa. Całkowity moment pędu L unoszony przez kwant  - multipolowość przejścia

  29. E + E - po zastosowaniu operacji parzystości Multipolowość – dipol elektryczny Elektryczne promieniowanie dipolowe (E1) zmienia parzystość stanu.

  30. E E Multipolowość – dipol magnetyczny Magnetyczne promieniowanie dipolowe (M1) nie zmienia parzystości stanu.

  31. E E Multipolowość – kwadrupol elektryczny Elektryczne promieniowanie kwadrupolowe (E2) nie zmienia parzystości stanu.

  32. przejście E ogólnie: przejście M Zasada zachowania całkowitego momentu pędu: Multipolowość zmienia parzystość: E1, M2, E3,…itd. dla danych spinów jądra Jp i Jk dopuszczone są tylko pewne wartości polowości przejść radiacyjnych

  33. T1/2 [s] 1015 E5 E4 1010 M5 105 M4 E3 1 M3 10-5 E2 M2 10-10 M1 E1 10-15 0,01 0,02 0,05 2 1 0,1 5 0,2 0,5 energia kwantów [MeV]

  34. gdy parzystości stanów różne gdy parzystości stanów różne gdy parzystości stanów jednakowe dominujące przejście 3+  2- Przykłady Prawdopodobieństwo emisji szybko maleje ze wzrostem polowości.

  35. 230 keV 0+  5+ + 2+ 0+ Izomeria jądrowa Rozpad  ze stanu wzbudzonego.

  36. detektor: 3” x 3” (2Na I) 28Al produkcja: 27Al (n, ) 3+ – 2+ t1/2 = 2.24 min E = 4.84 MeV 1,78 0+

  37. detektor: 3” x 3” (2Na I) 29Al 3.06 (00.0%) 2.43 (06.3%) 2.03 (03.8%) 1.27 (89.0%) t1/2 = 6.56 minE = 3.87 MeV produkcja: 29Si (n, p) 5/2+ – 5/2+ 3/2+ 5/2+ 3/2+ 1/2+

  38. 5+ 100% 6027Co 4+ 1 2+ E1 = 1173.2 keV 2 0+ E2 = 1332.5 keV 6028Ni schemat rozpadu (kobalt)

More Related