Рассеяние а-частиц ядрами

Характер взаимодействия ионизирующего излучения е веществом определяется параметрами частиц и свойствами вещества. При взаимодействии заряженных частиц со средой основной причиной потерь энергии являются столкновения с атомами (электронами и ядрами), приводящие к ионизации и многократным рассеяниям. Потеря энергии электронами происходит также в результате радиационного торможения, а для тяжелых частиц (протон, а-частица) - потенциального рассеяния на ядрах и ядерных реакций. При взаимодействии 7-излуче ния со средой потеря энергии объясняется Комптон-эффектом (рассеяние 7-кванта на электронах), фотоэффектом (поглощение у-кванта с передачей энергии электрону), образованием электронно-позитронных пар (при энергиях V-квантов 1,02 МэВ) и ядерных реакций (при 10 МэВ). [c.107]

Для создания модели альфа-распада необходимо рассмотреть дв 1 типа сил. Известно, что одинаковые по знаку заряды отталкиваются друг от друга в соответствии с законом Кулона, и следует считать, что этот эффект имеет место для ядра и альфа-частицы, находящейся на некотором расстоянии от ядра. Это подтверждено рассеянием альфа-частиц ядром Однако, когда альфа-части- [c.396]

Атом давно перестал быть неделимым. После открытия естественной радиоактивности, катодных лучей и электронов были предложены первые модели строения атомов. Согласно модели первооткрывателя электрона Томсона (1904) атом представляет собой сферу положительного электричества одинаковой плотности пО всему объему диаметром порядка 0,1 нм. Электроны как бы плавают в этой сфере, нейтрализуя положительный заряд. Колебательное движение электронов возбуждает в пространстве электромагнитные волны. Экспериментальную проверку этих наглядных представлений предпринял английский физик Эрнест Резерфорд в-своих знаменитых опытах по рассеянию а-частиц (ядра атома гелия). Схема установки Резерфорда (1907) приведена на рис. 8. Радиоактивный препарат Р излучает а-частицы ( снаряды ) в виде узкого пучка, на пути движения которого ставится тонкая золотая фольга Ф. Регистрация а-частиц, прошедших через фольгу, производится микроскопом М на люминесцирующем экране Э по вспышке световых точек сцинтилляция). Если модель атома Томсона верна, а-частицы не могут пройти даже через очень тонкую фоль- [c.31]

Строение внутр. оболочек А., электроны к-рых связаны гораздо прочнее (энергия связи 10 -10" эВ), проявляется лишь при взаимод. А. с быстрыми частицами и фотонами высоких энергий. Такие взаимод. определяют характер рентгеновских спектров и рассеяние частиц (электронов, нейтронов) на А. (см. Дифракционные методы). Масса А. определяет такие его физ. св-ва, как импульс, кинетич. энергия. От механических и связанных с ними магн. и электрич. моментов ядра А. зависят нек-рые тонкие физ. эффекты (ЯМР, ЯКР, сверхтонкая структура спектральных линий, см. Спектроскопия). [c.216]

В предыдущих параграфах рассматривались столкновения неодинаковых частиц, не имеющих спина. Рассмотрим теперь процесс упругого столкновения одинаковых частиц без спина. К таким частицам относятся, например, альфа-частицы, ядра атомов С , О , атомы инертных газов и др. При упругом рассеянии этих частиц их внутреннее состояние не меняется, поэтому состояние каждой частицы определяется указанием только ее положения в пространстве. [c.531]

В предыдущих параграфах исследовалось только упругое рассеяние, при котором не изменяются внутренние состояния сталкивающихся частиц. Чтобы рассмотреть неупругие столкновения, необходимо учесть внутренние степени свободы сталкивающихся частиц. Предположим, что происходит рассеяние частицы массы tiL на сложной системе А, совокупность внутренних степеней свободы которой будем обозначать буквой рели масса частицы значительно меньше массы системы А (рассеяние электрона на атоме, рассеяние нуклона на атомном ядре и т. д.), то начало координат системы центра инерции будет совпадать с центром тяжести системы А. Будем предполагать, что падающая частица не тождественна частицам, входящим в состав Л. Если обозначить через г координату падающей частицы, то уравнение Шредингера, определяющее рассеяние, будет иметь вид [c.536]

Для медленных нейтронов энергией до 100 эв характерным является процесс их захвата ядрами атомов. Это приводит к возникновению неустойчивого ядра, претерпевающего превращение с испусканием, как правило, у лучей. При поглощении тепловых нейтронов может происходить также образование заряженных частиц и атомов отдачи, которые и производят ионизацию и возбуждение молекул среды. Для быстрых нейтронов основным является процесс рассеяния на ядрах атомов. [c.276]

Несомненно, что ядро в действительности не является точечным центром сил, так что кулоновский потенциал —у не может быть правильным в пределе г —> 0. Опыты по рассеянию а-частиц ядрами показали, что имеют место отклонения от закона Кулона вблизи см, а различные теории строе- [c.400]

РАССЕЯНИЕ а-ЧАСТИЦ ЯДРАМИ [c.86]

Более или менее значительные отклонения а-частицы от прямолинейного движения могут быть вызваны лишь случайным сближением ее с одним из ядер атомов тормозящего вещества. Теория рассеяния а-частиц. ядрами исходит из аналитического решения задачи о столкновении двух частиц (а-частицы и рассеивающего ядра), взаимно отталкивающихся по закону Кулона. [c.86]

У частиц ядра на значительном расстоянии от него Рис. 3. Рассеяние сс-час- вращаются электроны, образующие электрон-тиц, приближающихся к ную оболочку атома. [c.46]

Для создания модели альфа-распада необходимо рассмотреть два типа сил. Известно, что одинаковые по знаку заряды отталкиваются друг от друга в соответствии с законом Кулона, и следует считать, что этот эффект имеет место для ядра и альфа-частицы, находящейся на некотором расстоянии от ядра. Это подтверждено рассеянием альфа-частиц ядром Однако, когда альфа-частицы подходят достаточно близко к ядру, то на некотором расстоянии от него должна быть точка, в которой начинает преобладать значительно большая сила, которая действует на очень малом, расстоянии и удерживает альфа-частицы в ядре. Следует подчеркнуть, что такая сила должна действовать только на очень малом расстоянии, т. е. должна уменьшаться значительно быстрее, чем по закону 1/г . Другими словами, эта сила очень велика на поверхности ядра, но равна нулю уже на некотором малом расстоянии от поверхности ядра. Такая модель отвечает типу кривой потенциальной энергии, показанной на рис. 11-7. [c.396]

Проходя через вещество, электроны теряют свою энергию в основном за счет неупругих столкновений с электронами атомов. В результате столкновений происходит отклонение ударяющего электрона от его первоначального пути. Отклонение наблюдается и в тех случаях, когда электроны проходят близко к ядру атома. Поэтому обычно наблюдается сильное поглощение и рассеяние -частиц в веществе. Часть энергии электронов тратится на ионизацию и возбуждение атомов и молекул, часть на тормозное излучение, при очень больших энергиях -частиц (> 100 МэВ) энергия расходуется еще и на возбуждение и расщепление ядер. [c.319]

Массовый коэффициент поглощения определяется предельной энергией -спектра и зависит от заряда ядра атома адсорбирующего элемента 2. Возрастание 2 ведет к увеличению степени рассеяния -частиц и, следователь- [c.117]

Английский ученый Д. Чедвик, ученик Э. Резерфорда, в 1920 г. выполнил экспериментальную работу по рассеянию а-частиц ядрами платины, серебра и меди. Его исследования показали, что наиболее сильное отклонение испытывают эти частицы при прохождении через платину, меньшее — через медь. Это говорит о том, что заряд ядра атома платины больше, чем заряд ядра атома меди. Произведенные на основании отдельных опытов подсчеты показали, что средние величины зарядов ядер атомов этих трех элементов примерно равны атомным (порядковым) их номерам в периодической системе элементов (табл. 6). [c.59]

Рассеяние электронов в кристаллическом, жидком или газообразном теле обусловлено их взаимодействиями с заряженными частицами — ядрами и электронами. Но потенциал поля ядра, заряд которого сосредоточен в малом объеме, в любой точке пространства намного превышает потенциал диффузной электронной оболочки. Отсюда следует, что электронная оболочка атома лишь частично экранирует поле ядра и оказывает относительно малое влияние на рассеяние электронного пу ка. [c.8]

Следующий и, как показали дальнейшие события, пожалуй, наиболее важный шаг сделал Бор, применивший принцип квантования к проблеме строения атома. До этого времени основное внимание уделяли в большей мере излучению, а не веществу. Замечательные эксперименты Резерфорда по рассеянию частиц атомами впервые показали, что атом состоит из положительно заряженного ядра большой плотности, окруженного более размытым отрицательно заряженным электронным облаком . В рамках классической физики, для того чтобы такая система могла существовать хоть одно мгновение, электроны должны находиться в движении. Однако даже при таком условии они будут непрерывно излучать энергию, замедляться и в конце концов неизбежно упадут на ядро. Чтобы объяснить, почему это не происходит в действительности. Бор выдвинул гипотезу о существовании стационарных состояний, в которых кулоновское притяжение ядра и электрона точно уравновешивается центробежной силой отталкивания электроны могут оставаться в них неограниченное время, не теряя энергии. Его гипотезу, а также ряд аналогичных предположений пришлось ввести для объяснения результатов экспериментальных исследований атомарных систем, [c.21]

Идея о равенстве заряда ядра порядковому номеру была впервые четко сформулирована А. Ван-ден-Бруком в 1913 г. Действительно, основываясь на анализе работ по рассеянию а-частиц, ученый обратил внимание на тот факт, что число рассеянных частиц, приходящееся на один атом, деленное на Z , является постоянной величиной. Для объяснения этого результата Ван-ден-Брук предположил, что число положительных зарядов ядра данного атома равно порядковому номеру элемента в периодической системе [40]. [c.245]

Угловое распределение упруго рассеянных частиц (см. рис. 61) можно анализировать в терминах оптической модели и получить информацию о форме потенциала, схематически представленного на рис. 62. Можно сказать, что мы видим ядра благодаря рассеянию частиц на них точно так же, как мы видим слова в этой книге вследствие рассеяния ими фотонов. В силу того что наши глаза являются столь большими объектами, нам нужны специальные инструменты и теории для наблюдения ядер. [c.305]

Неупругое рассеяние становится возможным при энергии нейтронов больше нескольких кэВ. В результате этого эффекта помимо непосредственно ионизирующих частиц (ядра элементов) в веществе возникают --кванты, косвенное ионизирующее действие которых обсуждалось выше. [c.25]

Длина рассеяния нейтронов покоящимся ядром не зависит от угла рассеяния (рис. III.4), кривая а). Тепловые колебания атомов в твердых телах и в молекулах, амплитуды которых достигают 10% межатомных расстояний, размазывают плотность точечного ядра по объему, поперечником которого нельзя пренебречь по сравнению с длиной волны излучения. Появляется амплитудный температурный форм-фактор, определяемый множителем Дебая — Валлера е , который учитывает влияние тепловых колебаний частиц кристалла на их рассеяние (см. гл. V). Длина рассеяния Рис. III.4. Длина рассея-частицы (ядра или атома в целом) при ния нейтронов а) нокоя- [c.81]

На базе п.ланетарной модели рассеяние а-частиц объясняется следующим образом. Если бы а-частица не взаимодействовала с ядром, она пролетела бы от него на некотором расстоянии П, называемом прицельным расстоянием (пунктирная прямая на рис. 9). Однако в результате одноименности зарядов ядро отталкивает -частицу, которая начинает двигаться по гиперболе, отклонившись на угол в от первоначального направления. При этом влиянием электронов на траекторию а-частицы можно пренебречь, так как масса электрона очень мала по сравнению с ядрами атома гелия. Величина угла тем болыпе, чем больше 2 и чем меньше П и кинетическая энергия летящей а-частицы. Из опытов по рассеянию а-частиц Резерфордом бьша определена величина положительного заряда ядер 2 различных химических элементов. Оказалось, что положительный заряд ядра равен приблизительно половине атомной массы рассматриваемого элемента (материал фольги). Впоследствии Чэдвик (1920) усовершенствовал опыты по рассеянию а-частиц ядрами атомов различных химических элементов. На примере атомов меди, серебра и платины он показал, что заряд ядра 2 численно равен порядковому номеру элемента в Периодической системе элементов Д.И.Менделеева. [c.24]

НИИ кинетич. энергия относит, движения частиц остается постоянной, но меняется направление их движения, т. е. поток И.И. рассеивается при неупругих процессах кинетич. энергия И.И. мсходуется на ионизацию и возбуждение частиц среды. Для потока электронов характерны упругое рассеяние иа ядрах атомов среды и неупругие процессы-ионизация и возбуждение атомов и молекул при взаимод. с их электронньини оболочками (ионизационные потери) и генерация тормозного излучения при взаимод. с атомными ядрами (радиационные потери). Если энергия электронов не превышает 10 МэВ, во всех средах преобладают иоиизац. потери. Для потока ускоренных иоиов ионизац. потери доминируют при всех энергиях. Энергия, передаваемая заряженной частицей данному в-ву на единице длины ее пути, наз. тормозной способностью в-ва = dE dl ( -энергия, теряемая частицей при прохождении элементарного пути dl). Значение снижается с увеличением энергии заряженных частиц и растет с повышением ат. номера элемента, из к-рого состоит в-во среды. Глубина проникновения заряженных частиц в в-во характеризуется пробегом Л в воде ддя ионов Не с энергией 5,3 МэВ Д составляет 39 мкм, для электронов с энергией 5 МэВ-2,5 см. [c.254]

Принцип работы таких детекторов основан на том, что теплоёмкость кристаллической решётки в соответствии с формулой Дебая пропорциональна четвёртой степени температуры. Спектр электронных состояний диэлектриков, полупроводников и сверхпроводников характеризуется наличием энергетической щели. При достаточно низких температурах Т, когда энергия тепловых флуктуаций къТ <С Д (где къ — постоянная Больцмана, А — ширина щели в спектре энергии электронных состояний), электронная теплоёмкость кристалла не возбуждается. Для диэлектриков это состояние достигается при температурах порядка сотен милликельвин (1 мК = 10 К), для полупроводников — десятков и для сверхпроводников — единиц милликельвин. Оставшаяся решёточная , фононная или дебаевская теплоёмкость идеального кристалла при сверхнизких температурах оказывается настолько малой, что кинетическая энергия ядра отдачи при единичном акте рассеяния частицы вызывает всплеск температуры всего макроскопического кристалла мишени, который превышает уровень термодинамических флуктуаций. Этот всплеск температуры регистрируется термометром и служит выходным сигналом детектора. Физические принципы и перспективы применения криогенных детекторов этого типа изложены в обзоре [69]. [c.42]

Различные эксперименты — рассеяние а-частиц ядрами, рассеяние быстрых нейтронов, связь между временем жизни а-активных веществ и энергией вылетающих а-частиц (в теоретическое выражение для постоянной а-распада входит величина радиуса ядра) —позволяют установить приближенную зависимость между радиусом ядра и его массовым числом Я=ЯоХ ХЛ см, где 1,4 см. Ясно, что в этом случае объем, который приходится в ядре на один нуклеон [c.180]

Бурное развитие техники ускорения заряженных частиц позволило изучать реакции, идущие под действием протонов, дейто-нов, а-частиц, нейтронов, у-квантов, электронов и мезонов (тяжелых электронов) очень большой энергии, измеряемой сотнями и тысячами электрон-вольт. Особый интерес представляет рассеяние элементарных частиц, т. е.. так называемые р, р , р, п и п, п рассеяния. Распределение рассеянных частиц по углам и энергиям позволяет сделать определенные заключения о характере сил элементарного взаимодействия между нуклонами, без чего невозможно построение теории ядерных сил. Рассеяние на легких ядрах позволило изучить распределение нуклонов в ядрах по их кинетической энергии. Кинетическая энергия нуклонов в ядрах при этом оказывается порядка нескольких миллонов или даже десятков миллионов электрон-вольт. [c.207]

В настоящее время не существует последовательной теории Я. р., т. к. по существу не известен детальный характер ядерных сил. Поэтому для вычисления характеристик Я. р. в теории прибегают к модельным представлениям о ядре (см. Ядро атомное). Основы современной теории Я. р. были заложены в 30-х гг. в работах Н. Бора. Бор исходил из того, что Я. р. совершенно непохожи на процессы, нроисходящие при бомбардировке атомов пучками электронов. Электроны проходят через атомы, почти не теряя энергии, т. е. испытывая, как правило, упругое рассеяние. Это свидетельствует о том, что атомы имеют сравнительно рыхлую структуру и представляют собой прозрачную мишень для падающих электронов. При ядерных превращениях преобладают пеупругие столкновения. Б отлпчие от атома, ядро представляет собой компактную систему, состоящую пз плотно упакованных частиц (нуклонов), к-рая в большинстве случаев иоглощает падающие на него частицы (ядра). [c.541]

Таким образом яроцесс расщепления ядра протекает в две стадии, разделенные некоторым интервалом времени. (небольшие доли секунды). Сначала ядро захватывает обстреливающую частицу, которая сообщает ему свою энергию. Образуется сложное нестойкое новое ядро с избыточньш запасом энергии, которая быстро перераопределяется между всеми частицами. Затем эта или другая частица вылетает из ядра, унося избыточную энергию. В первом случае яроисходит рассеяние частиц, во втором образование новых ядер, например [c.78]

В 1920 г. Чадвик [52] в Кембридже предпринял точные измерения рассеяния частиц фольгой из различных металлов и вычислил при помощи этих опытов заряд ядра атомов этих металлов. [c.56]

Эти решения весьма существенны ири рассмотрении рассеяния пучка частиц силовыми центрами, взаимодействующими с частицами. Наиболее важным примером является рассеяние частиц с большой энергией на атомных ядрах. Большая часть сведений о ядрах получена на основании анализа опытов по рассеянию с использованием приведенных выше во.чиовых функций. [c.140]

Описанные свойства рибосом прослежены главным образом в клетках, не имеющих истинного ядра (прокариотических), например в бактерии Е. oli, а также в таких эукариотических клетках, как клетки поджелудочной железы и печени. Общие выводы, по-видимому, приложимы и к нервным клеткам, но имеются также важные отличия. В нервных клетках близ ядра образуется характерное скопление шероховатого ЭР, называемое субстанцией Ниссля. Очевидно, оно служит местом интенсивного синтеза белка. В крупных нейронах субстанция Ниссля содержится в изобилии и отличается плотностью в мелких она может состоять всего лишь из рассеянных частиц. Внимательное рассмотрение показывает, что многие рибосомы в субстанции Ниссля не прикреплены к мембране ЭР, а лежат между мембранами в виде полирибосом. Высказано предположение, что эти скопления участвуют в синтезе сложных белков, специфичных для нервных клеток, возможно, разных для разных типов этих клеток. Некоторая часть белка, синтезируемая в субстанции Ниссля, возможно, секретируется в форме медиаторных веществ. Но полагают также, что большая часть белков, вероятно, служит для поддержания структуры и функции больших ветвящихся отростков нейрона. [c.86]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология