Elementaarosake. Nominaalosake A b osakesed

B-OSAKES

vaata beetaosakest.

Meditsiinilised terminid. 2012

Vaata ka sõna tõlgendusi, sünonüüme, tähendusi ja seda, mis on vene keeles B-OSAKE sõnaraamatutes, entsüklopeediates ja teatmeteostes:

• OSAKESED
  või molekul – vt Keemia, ...
• OSAKESED entsüklopeedilises sõnastikus:
  1, -s, f. 1. Millegi väike osa, aste, kogus. Andekuse väikseim osa. 2. Sama mis elementaarne tunnitüüp (spets.). …
• OSAKESED Brockhausi ja Efroni entsüklopeedias:
  või molekul? vaata keemia, ...
• OSAKESED Täielikult rõhutatud paradigmas Zaliznyaki järgi:
  osad "tsy, osad" tsy, osad "tsy, osad" ts, osad "tse, osad" tsam, osad "tsu, osad" tsy, osad "tsei, osad" tsey, osad "tsami, osad" tse, .. .
• OSAKESED vene ärisõnavara tesauruses:
  Sün: säde, tera, ...
• OSAKESED venekeelses tesauruses:
  Sün: säde, tera, ...
• OSAKESED vene keele sünonüümide sõnastikus:
  Sün: säde, tera, ...
• OSAKESED Uues vene keele seletavas ja tuletussõnastikus Efremova:
  1. g. 1) a) väike osa, väike osa terve. b) trans. Väike aste, väike kogus; Teravili. 2) Lihtsaim, elementaarne ...
• OSAKESED vene keele täielikus õigekirjasõnaraamatus:
  osake, -s, tv. …
• OSAKESED õigekirjasõnaraamatus:
  osake, -s, tv. …
• OSAKESED Ožegovi vene keele sõnaraamatus:
  1 väike osa, kraad, millegi kogus Kõige väiksem osa andest. osake 2 Grammatikas: funktsioonisõna, mis osaleb vormide moodustamises ...
• OSAKESED Dahli sõnastikus:
  (lühend) osake (osa ...
• OSAKESED vene keele seletavas sõnaraamatus Ušakov:
  osakesed, g. 1. Väike osa, osa millestki. Väikseim tolmuosake. Olen sel hetkel valmis kaotama oma lapsed, pärandvara ja kõik, mis ...
• OSAKESED Efremova seletavas sõnastikus:
  osake 1. g. 1) a) väike osa, väike osa terve. b) trans. Väike aste, väike kogus; Teravili. 2) Kõige lihtsam, ...
• OSAKESED Uues vene keele sõnaraamatus Efremova:
  ma 1. Väike osa, väike osa millestki tervikust. ott. trans. Väike aste, väike kogus; Teravili. 2. Lihtsaim, elementaarne osa ...
• OSAKESED Suures kaasaegses vene keele seletavas sõnaraamatus:
  ma 1. Väike osa, osa millestki tervikust. 2. Väike kogus midagi; Teravili. II hästi. 1. Lihtsaim, elementaarsem osa ...
• ELEMENTAARILISED OSAKED
  osakesed. Sissejuhatus. E. h. selle mõiste täpses tähenduses on primaarsed, edasi lagunematud osakesed, millest oletatavasti ...
• OSAKESTE KIIRENDID Suures Nõukogude Entsüklopeedias, TSB:
  laetud osakesed - seadmed suure energiaga laetud osakeste (elektronid, prootonid, aatomituumad, ioonid) saamiseks. Kiirendus toimub elektrilise...
• KVANTVÄLJA TEOORIA Suures Nõukogude Entsüklopeedias, TSB:
  väljateooria. Kvantväljateooria - lõpmatu arvu vabadusastmetega süsteemide (füüsikaliste väljade) kvantteooria.K. jne., ...
• KVANTMEHAANIKA Suures Nõukogude Entsüklopeedias, TSB:
  mehaanika lainemehaanika, teooria, mis kehtestab mikroosakeste (elementaarosakesed, aatomid, molekulid, aatomituumad) ja nende süsteemide kirjeldamise viisi ja liikumisseadusi ...
• ANTIKOSAKESED Suures Nõukogude Entsüklopeedias, TSB:
  elementaarosakeste rühm, millel on samad massiväärtused ja muud füüsikalised omadused kui nende "kaksikutel" - osakestel, kuid ...
• ALFA LAGUNEMINE Suures Nõukogude Entsüklopeedias, TSB:
  (a-lagunemine), alfaosakeste emissioon aatomituumade kaudu spontaanse (iseenesliku) radioaktiivse lagunemise protsessis (vt Radioaktiivsus). A. - jõe juures. radioaktiivsest ("vanem") ...
• AUTOFAASIMINE Suures Nõukogude Entsüklopeedias, TSB:
  nähtus, mis tagab elektronide, prootonite, alfaosakeste, korrutatud laetud ioonide kiirenduse suure energiani (mitu MeV kuni sadade GeV) enamikus ...
• ELEKTROMETALLURGIA
• FRANZENSBAD Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  (Franzensbad või Kaiser-Franzensbad) on kuulus Austria kuurort Tšehhi Vabariigis, 41/2 km kaugusel Egeri linnast, 450 m kõrgusel …
• PORTSELAN Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  (toode). - F. viitab keraamikatoodete osakonnale (vt Keraamika tootmine), mille kolju on vedelikke mitteläbilaskev; kivist tooted (gr? S) ...
• FÜÜSIKALISED TABELID Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  Füüsikalised termomeetrid on arvandmete kogum, mis iseloomustab erinevate ainete füüsikalisi omadusi. Sellisesse T.-sse paigutatakse tavaliselt need andmed, mis võivad ...
• TABELID MEETRIKU KÜMNEMÕÕTUDE VENEMAAKSEKS JA VENEMAA MÕÕTJAKS TEENDAMISEKS MEETRIKUKS Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  Entsüklopeedilises sõnaraamatus on üldiselt aktsepteeritud kümnendmõõtude kasutamine, mille süsteem oma lihtsuse tõttu tõotab peagi muutuda rahvusvaheliseks. Selle põhiüksus...
• TÖÖLISTE STRIKID Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  I Kitsas tähenduses nimetatakse S.-d ettevõtja ühiseks töö lõpetamiseks, et saavutada temalt töötajatele tulusam ...
• ALKOHOLMEETRIA Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  S. ehk alkoholimeetria on meetodite kogum, mida kasutatakse alkoholi (veevaba alkohol, etüülalkohol) koguse määramiseks erinevat tüüpi alkohoolsetes vedelikes, ...
• ALKOHOLL, TOOTMINE JA TARBIMINE Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  S. tootmine Venemaal tekkis mõni aeg hiljem pärast selle avastamist ja levikut Lääne-Euroopas, s.o ...
• VÄÄVEL, KEEMILINE ELEMENT Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus.
• SUHKRUPEET Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  (põllumajandus) - S. väärtus põllukultuurile ja rahvamajandusele. - Suhkru S. kasvatamise kohad Venemaal. - põllukultuuride suurus...
• SANITAARTINGIMUSED KAEVANDUSES Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  \[See artikkel on siia lisatud artiklitele Kaevurid, Mäepolitsei ja Kaevandus.\]. - kaevandamisega tegelevate töötajate arv alates ...
• Rybinsk Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  maakonnalinn Jaroslavli provintsis Volga jõe ääres Tšeremkha jõe ühinemiskohas. Šeksna jõgi suubub Volgasse vastu linna. …
• VENEMAA. MAJANDUSOSAKOND: KINDLUSTUS Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  1) Üldine ülevaade. Praegu tegutsevad R.-s järgmised kindlustusorganisatsioonide vormid: 1) valitsusasutused, 2) zemstvoasutused, 3) ...
• VENEMAA. MAJANDUSOSAKOND: SIDETEESED Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  I I. Esimesed ajaloolised andmed, mis viitavad mingisugusele teetööde korraldamisele R.-is, pärinevad 17. sajandist. ja osuta...
• SILJEMUS Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  ehk rahvastiku sündimus - sündide ja elanike arvu suhe antud ajahetkel, antud territooriumil. Nendest riikidest, mille kohta ...
• PÄRISKOOLID Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  R. koolide esialgne ajalugu läänes on tihedalt seotud reaalhariduse ajalooga Saksamaal, esimesena kasutas nime Realschule ...
• VÕISTLUSED Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  või inimkonna tõug. - Füüsiliste erinevuste olemasolu inimeste vahel või inimkonna jagunemist eraldi tõugudeks tunnistavad enam-vähem kõik ...
• LINNAKULUD Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  1892. aasta linnamääruse järgi kuuluvad linnaasula fondidesse järgmised R. esemed: linna avaliku halduse ülalpidamine ja pensionide tootmine ...
• NISU PÕLLUMAJANDUSES JA MAJANDUSES Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus.
• VÄGEDE KORRALDUS Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  O. vägede põhiprintsiibid määrab selle eesmärk: olla riigi relvajõud. Väljastpoolt väljendab sidet armee ja riigi vahel ülemvõim ...
• PALK SULARAHA Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  1) sõjaväeosakonnas - neil, nagu O.-l mereväeosakonnas, on erinev tähendus, ühelt poolt ohvitseride ja ...
• MOSKVA-JAROSLAVSK-ARHANGELSK RAUDTEE Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  Selle nüüdseks märkimisväärse raudteeliinide võrgu alguseks sai M.-Jaroslavli raudtee, mis eksisteeris juba enne seltsi põhikirja avaldamist. dor. liin Moskva - ...
• MOSKVA-KURSKAJA, MOSKVA-NIŽNI NOVGORODSKAJA JA MUROMSI RAUDTEE Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  valitsus; juhtimine Moskvas. Koosneb ridadest: M.-Kursk 503 sajand, M.-Nižni Novgorod 410 sajand. ja Muromskaja 107 s., kokku 1020 s. …
• MARIINSKY SÜSTEEM Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  Mina olen Volga jõge Peterburi sadamaga ühendavatest veeteedest olulisim. Süsteemi põhiosad: Sheksna jõgi, Beloozero, Kovzha jõgi (Kaspia ...

1.2. Omadused β -kiirgust

Beeta kiirgus ( b -osakesed) on elektronide (positronide) voog, millest igaühe laeng on võrdne ühe elementaarlaenguga, 4,8 × 10 - 10 CGSE elektrostaatilist ühikut või 1,6 10 -19 kulonit. puhkemass b -osake on võrdne 1/1840 vesinikuaatomi elementaarmassist (7000 korda väiksem kui mass α -osakesed) või absoluutühikutes 9,1 × 10 -28 g. Kuna b osakesed liiguvad palju suurema kiirusega kui α -osakesed, mis on võrdsed » 0,988 (Einsteini mass) valguse kiirusest, siis tuleks nende mass arvutada relativistliku võrrandi järgi:

kus siis - puhkemass (9,1 10 -28 g);

V - kiirus β -osakesed;

C on valguse kiirus.

Kiireimate jaoks β -osakesed m ≈ 16 m o .

Ühe väljasaatmisel b -osakesed elemendi järjekorranumber suureneb (elektroni emissioon) või väheneb (positroni emissioon) ühe võrra. Beeta-lagunemisega kaasneb tavaliselt g -kiirgus. Iga radioaktiivne isotoop kiirgab komplekti b -väga erineva energiaga osakesed, mis aga ei ületa teatud maksimaalset antud isotoobile iseloomulikku energiat.

Energiaspektrid b -kiirgus on näidatud joonisel fig. 1,5, 1,6. Lisaks pidevale energiaspektrile iseloomustab mõningaid radioelemente joonspektri olemasolu, mis on seotud sekundaarsete elektronide eraldamisega g-kvantide abil aatomi elektronide orbiitidelt (sisemise muundamise nähtus). See juhtub siis, kui β - lagunemine läbib vahepealse energiataseme ja ergastuse saab eemaldada mitte ainult kiirgades γ -kvant, aga ka elektroni sisekihist välja löömisega.

Siiski number b - neile joontele vastavad osakesed on väikesed.

Beeta-spektri järjepidevus on seletatav samaaegse emissiooniga b -osakesed ja neutriinod.

p = n + β + + η(neutriino)

n = p + β - + η(antineutriino)

Neutriino võtab osa beeta-lagunemisenergiast.

Keskmine energia b -osake on 1/3. E max ja kõigub vahemikus 0,25–0,45 E max erinevate ainete jaoks. Maksimaalse energia vahel E max b -kiirguse ja lagunemise konstant l element Sergent määras suhte (for E max > 0,5 Mev),

l = k∙E 5 max (1,12)

Seega, jaoks β - kiirgusenergia β -osakesed on suuremad, seda lühem on poolestusaeg. Näiteks:

Pb 210 (RaD) T = 22 aastat, E max = 0,014 MeV;

Bi 214 (RaC) T = 19,7 kuud, E max = 3,2 MeV.

1.2.1. Interaktsioon β - kiirgus koos ainega

Suhtlemisel β - aineosakesed, on võimalikud järgmised juhtumid:

a) Aatomite ionisatsioon. Sellega kaasneb iseloomulik kiirgus. Ionisatsioonivõime β -osakesed sõltuvad nende energiast. Spetsiifiline ionisatsioon on seda suurem, seda vähem energiat β -osakesed. Näiteks energiaga β -osakesed 0,04 MeV 1 cm teekonna kohta tekib 200 paari ioone; 2 MeV - 25 paari; 3 MeV - 4 paari.

b) Aatomite ergastamine. See on tüüpiline β -kõrge energiaga osakesed, kui interaktsiooniaeg β -osakesi elektroniga on vähe ja ioniseerumise tõenäosus väike; sel juhul β -osake ergastab elektroni, ergastusenergia eemaldatakse kiirgades iseloomulikke röntgenikiirgusid ja stsintillaatorites avaldub oluline osa ergastusenergiast välguna - stsintillatsioonina (st nähtavas piirkonnas).

c) Elastne hajumine. Tekib siis, kui tuuma (elektroni) elektriväli kaldub kõrvale β -osakest, samas kui energiat β -osakesed ei muutu, muutub ainult suund (väikese nurga võrra);

d) Elektronide aeglustus tuuma Coulombi väljas. Sel juhul tekib elektromagnetkiirgus, mida suurem on energia, seda suurem on elektroni kogetav kiirendus. Kuna üksikud elektronid kogevad erinevat kiirendust, on bremsstrahlungi spekter pidev. Bremsstrahlungi energiakadu määratakse järgmise avaldise abil: tõkestamise energiakadude suhe ergastamise ja ionisatsiooni kadudesse:

Seega on kaod ja eraldumine olulised ainult suure elektronenergia ja suure aatomarvuga elektronide puhul.

Enamikule β -osakestest jääb maksimaalne energia vahemikku 0,014–1,5 MeV, võib eeldada, et 1 cm teekonnal β -osakesed moodustavad 100-200 paari ioone. α -osake 1 cm teekonna kohta moodustab 25 - 60 tuhat paari ioone. Seetõttu võime eeldada, et spetsiifiline ionisatsioonivõime β- kiirgus on kaks suurusjärku väiksem kui α-kiirgus. Vähem ionisatsiooni - energia kaob aeglasemalt, kuna ionisatsioonivõimsus (ja ergastuse tõenäosus) β -osakesed on 2 suurusjärku väiksemad, mis tähendab, et see aeglustab 2 suurusjärku aeglasemalt, st ligikaudu jooksu β -osakesed on 2 suurusjärku suuremad kui jaoks α- osakesed. 10 mg / cm 2 100 \u003d 1000 mg / cm 2 ≈ 1 g / cm 2.

Alfa(a) kiired- positiivselt laetud heeliumioonid (He ++), mis lendavad aatomituumadest välja kiirusega 14 000-20 000 km / h. Osakeste energia on 4-9 MeV. a-kiirgust täheldatakse reeglina rasketes ja valdavalt looduslikes radioaktiivsetes elementides (raadium, toorium jne). A-osakese ulatus õhus suureneb koos a-kiirguse energia suurenemisega.

Näiteks, tooriumi a-osakesed(Th232), mille energia on 3,9 V MeV, jookseb õhus 2,6 cm ja raadiumi C a-osakesed energiaga 7,68 MeV on 6,97 cm. Osakeste täielikuks neeldumiseks vajalik minimaalne neelduja paksus on nn. juhtida neid osakesi antud aines. A-osakeste vahemik vees ja kudedes on 0,02–0,06 mm.

a-osakesed imendub täielikult pehme paberitüki või õhukese alumiiniumikihiga. Alfakiirguse üks olulisemaid omadusi on selle tugev ioniseeriv toime. Liikumisel moodustab a-osake gaasides tohutul hulgal ioone. Näiteks 15° ja 750 mm rõhuga õhus toodab üks a-osake olenevalt oma energiast 150 000-250 000 paari ioone.

Näiteks spetsiifiline ionisatsioon õhus a-osakesed radoonist, mille energia on 5,49 MeV, on 2500 paari ioone 1 mm tee kohta. Ionisatsioonitihedus α-osakeste tsükli lõpus suureneb, seega on rakkude kahjustus katse lõpus ligikaudu 2 korda suurem kui katse alguses.

A-osakeste füüsikalised omadused määrata kindlaks nende bioloogilise mõju tunnused kehale ja seda tüüpi kiirguse eest kaitsmise meetodid. Väline kiiritamine a-kiirtega ei ole ohtlik, kuna piisab, kui eemalduda allikast mõne (10-20) sentimeetri võrra või paigaldada lihtne paberist, riidest, alumiiniumist ja muudest tavalistest materjalidest ekraan, et kiirgust saaks. täielikult imendunud.

Suurim oht a-kiired tähistavad tabamust ja sadestamist radioaktiivsete a-kiirgust kiirgavate elementide sisse. Nendel juhtudel kiiritatakse keha rakke ja kudesid otse a-kiirtega.

beeta(b)-kiired- aatomituumadest väljutatud elektronide voog kiirusega ligikaudu 100 000-300 000 km/s. P-osakeste maksimaalne energia jääb vahemikku 0,01 kuni 10 MeV. B-osakese laeng on märgilt ja suuruselt võrdne elektroni laenguga. B-lagunemise tüüpi radioaktiivsed muundumised on looduslike ja tehislike radioaktiivsete elementide hulgas laialt levinud.

b-kiired neil on palju suurem läbitungimisjõud kui a-kiirtel. Olenevalt b-kiirte energiast ulatub nende ulatus õhus millimeetri murdosast mitme meetrini. Seega on 2-3 MeV energiaga b-osakeste ulatus õhus 10-15 m ning vees ja koes mõõdetakse seda millimeetrites. Näiteks radioaktiivse fosfori (P32) poolt emiteeritud b-osakeste ulatus maksimaalse energiaga 1,7 MeV koes on 8 mm.

b-osake energiaga, mis võrdub 1 MeV, võib oma teel õhus moodustada umbes 30 000 paari ioone. B-osakeste ioniseerimisvõime on mitu korda väiksem kui sama energiaga a-osakestel.

Kokkupuude b-kiirgusega kehal võib avalduda nii välise kui ka sisemise kiiritusega, organismi b-osakesi kiirgavate toimeainete allaneelamisel. B-kiirte eest kaitsmiseks välise kiirguse ajal on vaja kasutada materjalidest (klaasist, alumiiniumist, pliist jne) valmistatud ekraane. Kiirguse intensiivsust saab vähendada, suurendades kaugust kiirgusallikast.

Millised on siis jõud, mis hoiavad tuumas neutroneid ja prootoneid koos?

Elektriline interaktsioon on seotud osakese – footoniga. Samamoodi väitis Yukawa, et prootoni ja neutroni vahelisel tõmbejõul on eriline väli ja selle välja võnkumised käituvad nagu osakesed. See tähendab, et on võimalik, et lisaks neutronitele ja prootonitele on maailmas veel mõned osakesed. Yukawa suutis tuletada nende osakeste omadused juba teadaolevatest tuumajõudude omadustest. Näiteks ennustas ta, et nende mass peaks olema 200–300 korda suurem kui elektronil. Ja oh imet!- just avastati kosmilistes kiirtes sellise massiga osake! Veidi hiljem selgus aga, et tegemist polnud sugugi sama osakesega. Nad kutsusid seda müoniks või muuoniks.

Ja siiski, veidi hiljem, 1947. või 1948. aastal, avastati osake, π-meson ehk pioon, mis vastas Yukawa nõuetele. Selgub, et tuumajõudude saamiseks tuleb prootonile ja neutronile lisada pioon. "Täiuslikult! - hüüate te. - Selle teooria abil ehitame nüüd kvanttuumadünaamikat ja pionid teenivad eesmärke, milleks Yukawa neid tutvustas; Vaatame, kas see teooria töötab, ja kui jah, siis selgitame kõike." Asjatud lootused! Selgus, et arvutused selles teoorias on nii keerulised, et keegi pole veel suutnud neid teha ja teooriast mingeid tagajärgi välja tõmmata, kellelgi pole olnud õnne seda katsega võrrelda. Ja see on kestnud peaaegu 20 aastat!

Midagi ei haaku teooriaga; me ei tea, kas see on tõsi või mitte; aga me juba teame, et selles on midagi puudu, et selles varitsevad mingid ebakorrapärasused. Sel ajal, kui me teooria ümber trampisime ja tagajärgi arvutasime, avastasid katsetajad selle aja jooksul midagi. No seesama μ-meson ehk müüon. Ja me ei tea siiani, milleks see hea on. Jällegi leiti kosmilistes kiirtes palju "lisaosakesi". Tänaseks on neid juba üle 30 ja seost nende vahel on endiselt raske tabada ning pole selge, mida loodus neilt tahab ja milline neist sõltub kellest. Enne meid ei paista kõik need osakesed veel ühe ja sama olemuse erinevate ilmingutena ja fakt, et on olemas hunnik erinevaid osakesi, peegeldab vaid ebaühtlase teabe olemasolu ilma talutava teooriata. Pärast kvantelektrodünaamika vaieldamatut kordaminekut – mingi tuumafüüsika infokogum, teadmiste killud, poolkogenud, pooleldi teoreetiline. Neilt küsitakse näiteks prootoni ja neutroni interaktsiooni olemust ja vaadatakse, mis sellest saab, ilma et nad tegelikult aru saaksid, kust need jõud tulevad. Lisaks kirjeldatule ei ole märkimisväärset edasiminekut toimunud.

Kuid lõppude lõpuks oli ka palju keemilisi elemente ja äkki õnnestus neil näha nende vahel seost, mida väljendas Mendelejevi perioodilisustabel. Oletame, et kaalium ja naatrium – keemiliste omaduste poolest sarnased ained – langesid tabelis ühte veergu. Niisiis, proovisime luua tabelit nagu perioodilisustabel uute osakeste jaoks. Ühe sellise tabeli on sõltumatult välja pakkunud Gell-Mann USA-s ja Nishijima Jaapanis. Nende klassifikatsiooni aluseks on uus arv, nagu elektrilaeng. See on määratud igale osakesele ja seda nimetatakse selle "veidraks" S. See arv ei muutu (nagu elektrilaeng) tuumajõudude poolt tekitatud reaktsioonides.

Tabelis. 2.2 näitab uusi osakesi. Me ei räägi neist praegu üksikasjalikult. Kuid tabelist on vähemalt näha, kui vähe me veel teame. Iga osakese sümboli all on selle mass, väljendatuna teatud ühikutes, mida nimetatakse megaelektronvoltideks ehk MeV (1 MeV on 1,782 * 10 -27 G). Me ei lasku ajaloolistesse põhjustesse, mis sundisid selle üksuse kasutusele võtma. Osakesed on ülaltoodud tabelis massiivsemad. Ühes veerus on sama elektrilaenguga osakesed, neutraalsed - keskel, positiivsed - paremale, negatiivsed - vasakule.

Osakesed on alla joonitud pideva joonega, "resonantsid" - löökidega. Mõnda osakest pole tabelis üldse: footonit ja gravitoni pole, väga olulised nullmassi ja laenguga osakesed (nad ei kuulu barüon-meson-lepton klassifikatsiooniskeemi) ning mingeid uusi resonantse pole (φ , f, Y * jne). Tabelis on toodud mesonite antiosakesed ning leptonite ja barüonide antiosakeste jaoks oleks vaja koostada uus tabel, mis sarnaneb käesolevaga, kuid ainult nullveeru suhtes peegeldatuna. Kuigi kõik osakesed, välja arvatud elektron, neutriino, footon, graviton ja prooton, on ebastabiilsed, on nende lagunemissaadused kirjutatud ainult resonantsi jaoks. Leptonite kummalisust pole samuti kirjas, kuna see mõiste pole nende puhul rakendatav - nad ei suhtle tuumadega tugevalt.

Osakesi, mis on koos neutroni ja prootoniga, nimetatakse barüoniteks. See on "lambda", mille mass on 1115,4 MeV ja kolm muud "sigmat", mida nimetatakse sigma-miinus, sigma-null, sigma-pluss, peaaegu samade massidega. Peaaegu sama massiga osakeste rühmi (erinevus 1-2%) nimetatakse multiplettideks. Kõigil osakestel multipletis on sama kummalisus. Esimene multiplett on paaris (topelt) prooton - neutron, siis tuleb singlett (üksik) lambda, seejärel triplett (kolmik) sigma, dublett xi ja singlett oomega-miinus. Alates 1961. aastast hakati avastama uusi raskeid osakesi. Aga kas need on osakesed? Nende eluiga on nii lühike (nad lagunevad kohe pärast moodustumist), et pole teada, kas nimetada neid uuteks osakesteks või pidada neid "resonantsseks" interaktsiooniks nende lagunemissaaduste vahel, näiteks Λ ja π teatud fikseeritud väärtustel. energiat.

Tuuma interaktsiooniks on lisaks barüonidele vaja ka teisi osakesi – mesoneid. Need on esiteks kolm pionide sorti (pluss, null ja miinus), mis moodustavad uue kolmiku. Leiti ka uusi osakesi - K-mesoneid (see on dublett K+ ja K 0 ). Igal osakesel on antiosake, välja arvatud juhul, kui see osake on tema enda antiosake, ütleme π+ ja π- on üksteise antiosakesed, a π 0 on oma antiosake. Antiosakesed ja K- K + ja K 0 K 0-ga `. Lisaks hakkasime pärast 1961. aastat avastama uusi mesoneid või omamoodi mesoneid, mis lagunevad peaaegu silmapilkselt. Ühte sellist kurioosumit nimetatakse oomega, ω, selle mass on 783, see muutub kolmeks piooniks; on veel üks moodustis, millest saadakse pionipaar.

Nii nagu mõned haruldased muldmetallid on väga edukast perioodilisuse tabelist välja kukkunud, langevad mõned osakesed meie tabelist välja. Need on osakesed, mis ei interakteeru tuumadega tugevalt, millel pole tuumainteraktsiooniga mingit pistmist ja mis ei interakteeru ka omavahel tugevalt (tugeva all mõeldakse võimsat interaktsiooni tüüpi, mis annab aatomienergiat). Neid osakesi nimetatakse leptoniteks; nende hulka kuuluvad elektron (väga kerge osake massiga 0,51 MeV) ja müüon (massiga 206 korda suurem elektroni massist). Niipalju kui me kõigi katsete põhjal saame otsustada, erinevad elektron ja müüon ainult massi poolest. Kõik müüoni omadused, kõik selle vastasmõjud ei erine elektroni omadustest – ainult üks on teisest raskem. Miks see raskem on, mida head see teeb, me ei tea. Lisaks neile on olemas ka neutraalne lest - neutriino, mille mass on null. Lisaks on nüüdseks teada, et neutriinosid on kahte tüüpi: üks on seotud elektronidega ja teine ​​müüonidega.

Lõpuks on veel kaks osakest, mis samuti tuumadega ei suhtle. Üks, mida me juba teame, on footon; ja kui gravitatsiooniväljal on ka kvantmehaanilised omadused (kuigi gravitatsiooni kvantteooria pole veel välja töötatud), siis võib-olla on olemas ka nullmassiga gravitoni osake.

Mis on "nullmass"? Meie poolt antud massid on puhkeolekus olevate osakeste massid. Kui osakese mass on null, siis see tähendab, et ta ei julge puhata. Footon ei seisa kunagi paigal, tema kiirus on alati 300 000 km/sek. Mõistame ikkagi relatiivsusteooriat ja proovime massi mõiste tähendusse süveneda.

Seega oleme kohanud tervet rida osakesi, mis koos näivad olevat mateeria väga oluline osa. Õnneks ei erine need osakesed kõik oma vastasmõju poolest. Ilmselt on nende vahel ainult nelja tüüpi interaktsioone. Loetleme need tugevuse vähenemise järjekorras: tuumajõud, elektrilised vastasmõjud, (β-lagunemise vastastikmõju ja gravitatsioon. Footon interakteerub kõigi laetud osakestega jõuga, mida iseloomustab mingi konstantne arv 1/137. Selle seose detailne seaduspära on teada - see on kvantelektrodünaamika.Gravitatsioon interakteerub igasuguse energiaga aga ülinõrgalt, palju nõrgem kui elekter.Ja see seadus on teada.Siis on nn nõrgad lagunemised:β-lagunemine,mille tõttu neutron laguneb üsna aeglaselt prooton, elektron ja neutriino Siin selgitatakse seadust Ja nn tugeval vastasmõjul (mesoni side barüoniga) on sellel skaalal jõud, mis on võrdne ühega ja selle seadus on täiesti ebaselge, kuigi mõned reeglid on teada, näiteks asjaolu, et barüonide arv ei muutu üheski reaktsioonis.

Olukorda, kuhu tänapäeva füüsika satub, tuleb pidada kohutavaks. Võtaksin selle kokku järgmiste sõnadega: väljaspool tuuma näib me kõike teadvat; selle sees kehtib kvantmehaanika, selle põhimõtete rikkumisi sealt ei leitud.

Lava, millel kõik meie teadmised toimivad, on relativistlik aegruum; võimalik, et sellega seostatakse ka gravitatsiooni. Me ei tea, kuidas universum alguse sai, ja me pole kunagi korraldanud eksperimente, et oma ideid aegruumi kohta väikestel vahemaadel täpselt testida, teame vaid, et väljaspool neid vahemaid on meie vaated eksimatud. Veel võiks lisada, et mängureeglid on kvantmehaanika põhimõtted; ja meile teadaolevalt kehtivad need uutele osakestele mitte halvemini kui vanadele. Tuumajõudude päritolu otsimine viib meid uute osakesteni; kuid kõik need avastused tekitavad ainult segadust. Meil pole täielikku arusaama nende omavahelistest suhetest, kuigi oleme juba näinud nende vahel silmatorkavaid seoseid. Ilmselt oleme järk-järgult lähenemas aatomiüleste osakeste maailma mõistmisele, kuid pole teada, kui kaugele me seda teed mööda oleme jõudnud.

Looduslik radioaktiivne b-lagunemine seisneb tuumade spontaanses lagunemises koos b-osakeste - elektronide - emissiooniga. Nihke reegel jaoks

looduslikku (elektroonilist) b-lagunemist kirjeldatakse avaldisega:

Z X A® Z + 1 Y A+ - 1 e 0 .(264)

b-osakeste energiaspektri uurimine näitas, et erinevalt a-osakeste spektrist on b-osakestel pidev spekter vahemikus 0 kuni E max . Kui b-lagunemine avastati, oli vaja selgitada järgmist:

1) miks ematuum kaotab alati energiat E max , samas kui b-osakeste energia võib olla väiksem kui E max ;

2) kuidas see moodustub -1e0 b-lagunemisel?, kuna elektron ei ole tuuma osa;

3) kui b-lagunemise ajal lendab - 1 e 0, siis rikutakse nurkimpulsi jäävuse seadust: nukleonide arv ( AGA) ei muutu, kuid elektroni spinn on ½ħ, mistõttu seose (264) paremal poolel erineb spinn seose vasaku külje spinnist ½ ħ võrra.

Et raskustest välja tulla 1931. a. Pauli soovitas, et peale - 1 e 0 b-lagunemise ajal lendab välja teine ​​osake - neutriino (o o), mille mass on palju väiksem kui elektroni mass, laeng on 0 ja spinn s = ½ ħ. See osake kannab energiat E max - E β ning tagab energia jäävuse ja impulsi seaduste rakendamise. See avastati eksperimentaalselt 1956. aastal. Raskused o o tuvastamisel on seotud selle väikese massi ja neutraalsusega. Sellega seoses võib o o läbida tohutuid vahemaid, enne kui aine neeldub. Õhus toimub üks ionisatsiooniakt neutriinode toimel umbes 500 km kaugusel. o o vahemiku energiaga 1 MeV pliis ~10 18 m. o o saab kaudselt leida, kasutades impulsi jäävuse seadust b-lagunemisel: impulsi vektorite summa - 1 e 0 o o ja tagasilöögi kernel peaks olema võrdne 0-ga. Katsed on seda ootust kinnitanud.

Kuna b-lagunemise ajal nukleonite arv ei muutu, kuid laeng suureneb 1 võrra, võib b-lagunemise ainus selgitus olla järgmine: üks o n 1 tuum muutub 1 r 1 emissiooniga - 1 e 0 ja neutriino:

o n 1 → 1 р 1 + - 1 e 0+umbes umbes (265)

On leitud, et loomulik b-lagunemine kiirgab elektron antineutriino - o umbes. Energeetiliselt on reaktsioon (265) soodne, kuna ülejäänud mass o n 1 rohkem puhkemassi 1 r 1. Oli arvata, et tasuta o n 1 radioaktiivsed. See nähtus avastati tegelikult 1950. aastal tuumareaktorites tekkivates suure energiaga neutronite voogudes ja see toimib skeemi (262) kohase b-lagunemismehhanismi kinnitusena.

Vaadeldavat b-lagunemist nimetatakse elektrooniliseks. 1934. aastal avastasid Frederic ja Joliot-Curie kunstliku positroni b-lagunemise, mille käigus pääsevad tuumast välja elektroni antiosake, positron ja neutriino (vt reaktsioon (263)). Sel juhul muutub üks tuuma prootonitest neutroniks:

1 r 1 → o n 1+ + 1 e 0+ o o (266)

Vaba prootoni jaoks on selline protsess energiaga seotud põhjustel võimatu, kuna prootoni mass on väiksem kui neutroni mass. Tuumas aga saab prooton laenata vajalikku energiat teistelt tuuma nukleonitelt. Seega võib reaktsioon (344) toimuda nii tuuma sees kui ka vaba neutroni puhul, reaktsioon (345) aga ainult tuuma sees.

Kolmas b-lagunemise tüüp on K-püüdmine. Sel juhul haarab tuum spontaanselt kinni ühe aatomi K-kihi elektronidest. Sel juhul muutub üks tuuma prootonitest neutroniks vastavalt skeemile:

1 r 1 + - 1 e 0 → o n 1 + o o (267)

Seda tüüpi b-lagunemise korral lendab tuumast välja ainult üks osake - o o. K-püüdmisega kaasneb iseloomulik röntgenikiirgus.

Seega on kõigi b-lagunemistüüpide puhul skeemide (265) - (267) järgi toimides täidetud kõik jäävusseadused: energia, mass, laeng, impulss, nurkimpulss.

Neutroni muundumine prootoniks ja elektroniks ning prootoni muundumine neutroniks ja positroniks ei tulene mitte tuumasisestest jõududest, vaid nukleonite endi sees mõjuvatest jõududest. Seotud nende jõududega koostoimeid nimetatakse nõrkadeks. Nõrk vastastikmõju on palju nõrgem kui mitte ainult tugev, vaid ka elektromagnetiline vastastikmõju, kuid palju tugevam kui gravitatsiooniline. Interaktsiooni tugevust saab hinnata protsesside kiiruse järgi, mida see põhjustab elementaarosakeste füüsikale iseloomulike ~1 GeV energiate juures. Selliste energiate juures toimuvad tugevast vastastikmõjust tingitud protsessid ~10 -24 s, elektromagnetiline protsess ~10 -21 s ja nõrgast vastasmõjust tingitud protsessidele iseloomulik aeg on palju pikem: ~10 -10 s, nii et elementaarosakeste maailmas, nõrgad protsessid kulgevad äärmiselt aeglaselt.

Kui b-osakesed läbivad ainet, kaotavad nad oma energia. B-lagunemise ajal tekkivate b-elektronide kiirus võib olla väga suur – võrreldav valguse kiirusega. Nende energiakaod aines tekivad ionisatsiooni ja bremsstrahlungi tõttu. Bremsstrahlung on peamine energiakadude allikas kiirete elektronide jaoks, samas kui prootonite ja raskema laenguga tuumade puhul on katkestuskaod ebaolulised. Kell madalad elektronide energiad peamiseks energiakadude allikaks on ionisatsioonikaod. Natuke on kriitiline elektronide energia, mille korral pidurduskaod võrduvad ionisatsioonikadudega. Vee puhul on see umbes 100 MeV, plii puhul umbes 10 MeV, õhu puhul mitukümmend MeV. Sama kiirusega b-osakeste voo neeldumine homogeenses aines järgib eksponentsiaalseadust N \u003d N 0 e - m x, kus N0 ja N on b-osakeste arv paksusega ainekihi sisse- ja väljalaskeava juures X, m- neeldumistegur. b _ kiirgus on aines tugevalt hajutatud, seega m ei sõltu mitte ainult ainest, vaid ka kehade suurusest ja kujust, millele b _ kiirgus langeb. B-kiirte ionisatsioonivõime on madal, umbes 100 korda väiksem kui a-osakestel. Seetõttu on b-osakeste läbitungimisvõime palju suurem kui a-osakestel. Õhus võib b-osakeste leviala ulatuda 200 m-ni, pliis kuni 3 mm. Kuna b-osakestel on väga väike mass ja ühiklaeng, on nende trajektoor keskkonnas katkendlik.

12.4.6 γ kiired

Nagu on märgitud punktis 12.4.1, on γ-kiired kõva elektromagnetkiirgus, millel on väljendunud korpuskulaarsed omadused. Mõisted γ lagunemine ei eksisteeri. γ - kiired saadavad a- ja b-lagunemist alati, kui tütartuum on ergastatud olekus. Igat tüüpi aatomituumade jaoks on olemas diskreetne kogum g-kiirguse sagedusi, mis on määratud aatomituuma energiatasemete kogumiga. Seega on a- ja g-osakestel diskreetsed emissioonispektrid ja

b-osakesed – pidevad spektrid. γ- ja a-kiirte joonspektri olemasolu on ülioluline ja tõestab, et aatomituumad võivad olla teatud diskreetses olekus.

γ - kiirte neeldumine aines toimub vastavalt seadusele:

ma = ma 0e-m x , (268)

kus mina ja mina 0 - γ kiirte intensiivsus enne ja pärast paksusega ainekihi läbimist X; μ on lineaarne neeldumistegur. γ-kiirte neeldumine aine poolt toimub peamiselt kolme protsessi tõttu: fotoelektriline efekt, Comptoni efekt ja elektronpositroni moodustumine ( e+e-) aur. Niisiis μ võib esitada summana:

μ \u003d μ f + μ k + μ p.(269)

Kui γ-kvant neeldub aatomite elektronkihti, tekib fotoelektriline efekt, mille tulemusena murduvad elektronid välja elektronkihi sisekihtidest. Seda protsessi nimetatakse fotoelektriline neeldumineγ-kiired. Arvutused näitavad, et see on oluline energiate γ-kvantide puhul ≤ 0,5 MeV. Neeldumistegur μ f sõltub aatomarvust Z ained ja γ-kiirte lainepikkused. Kuna γ - kvantide energia suureneb võrreldes elektronide sidumisenergiaga aatomites, molekulides või aine kristallvõres, läheneb γ - footonite interaktsioon elektronidega looduses üha enam vastastikmõjule vabade elektronidega. Sel juhul see juhtub Comptoni hajumineγ - kiired elektronidel, mida iseloomustab hajumise koefitsient μ to.

γ - kvantide energia suurenemisega väärtusteni, mis ületavad elektroni 2 kahekordset puhkeenergiat m o c 2 (1,022 MeV), toimub γ-kiirte ebanormaalselt suur neeldumine, mis on seotud elektron-positroni paaride moodustumisega, eriti rasketes ainetes. Seda protsessi iseloomustab neeldumistegur μ p.

γ-kiirgusel endal on suhteliselt nõrk ioniseerimisvõime. Söötme ionisatsiooni toodavad peamiselt sekundaarsed elektronid, mis esinevad kõigis kolmes protsessis. γ - kiired - üks läbitungivamaid kiirgusi. Näiteks kõvemate γ-kiirte puhul on poolneeldumiskihi paksus pliis 1,6 cm, rauas 2,4 cm, alumiiniumis 12 cm ja mullas 15 cm.