Elementārā daļiņa. Nominālā daļiņa A b daļiņas

B-DAĻĻA

skatiet beta daļiņu.

Medicīniskie termini. 2012

Skatīt arī vārda interpretācijas, sinonīmus, nozīmes un to, kas ir B-DAĻĻA krievu valodā vārdnīcās, enciklopēdijās un uzziņu grāmatās:

• DAĻĻA
  vai molekula - skatiet ķīmiju, ...
• DAĻĻA enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  1, -s, f. 1. Neliela daļa, grāds, kaut kā daudzums. Mazākā talanta daļa. 2. Tāds pats kā elementārais stundu veids (spec.). …
• DAĻĻA Brockhaus un Efron enciklopēdijā:
  vai molekula? skatiet ķīmiju, ...
• DAĻĻA Pilnībā akcentētajā paradigmā saskaņā ar Zalizņaku:
  daļas "tsy, daļas" tsy, daļas "tsy, daļas" ts, daļas "tse, daļas" tsam, daļas "tsu, daļas" tsy, daļas "tsei, daļas" tsey, daļas "tsami, daļas" tse, .. .
• DAĻĻA krievu biznesa vārdnīcas tēzaurā:
  Sin: dzirkstele, graudi, ...
• DAĻĻA krievu tēzaurā:
  Sin: dzirkstele, graudi, ...
• DAĻĻA krievu valodas sinonīmu vārdnīcā:
  Sin: dzirkstele, graudi, ...
• DAĻĻA Jaunajā krievu valodas Efremova skaidrojošajā un atvasinājumu vārdnīcā:
  1. g. 1) a) maza daļa, neliela daļa no v. vesels. b) trans. Maza pakāpe, maza summa; grauds. 2) Vienkāršākais, elementārs ...
• DAĻĻA Pilnajā krievu valodas pareizrakstības vārdnīcā:
  daļiņa, -s, tv. …
• DAĻĻA pareizrakstības vārdnīcā:
  daļiņa, -s, tv. …
• DAĻĻA Ožegova krievu valodas vārdnīcā:
  1 maza daļa, grāds, kaut kā daudzums Mazākā talanta daļa. 2. daļiņa Gramatikā: funkciju vārds, kas iesaistīts formu veidošanā ...
• DAĻA Dāla vārdnīcā:
  (saīsinājums) daļiņa (daļa no ...
• DAĻĻA Ušakova krievu valodas skaidrojošajā vārdnīcā:
  daļiņas, g. 1. Neliela daļa, daļa no kaut kā. Mazākā putekļu daļiņa. Esmu gatavs šajā brīdī zaudēt savus bērnus, īpašumu un visu, kas...
• DAĻĻA Efremovas skaidrojošajā vārdnīcā:
  daļiņa 1. g. 1) a) maza daļa, neliela daļa no v. vesels. b) trans. Maza pakāpe, maza summa; grauds. 2) Vienkāršākais,...
• DAĻĻA Jaunajā krievu valodas vārdnīcā Efremova:
  es 1. Maza daļa, neliela daļa no kaut kā vesela. ott. trans. Maza pakāpe, maza summa; grauds. 2. Vienkāršākā, elementārā daļa ...
• DAĻĻA Lielajā mūsdienu krievu valodas skaidrojošajā vārdnīcā:
  es 1. Maza daļa, daļa no kaut kā vesela. 2. Neliels daudzums kaut kā; grauds. II labi. 1. Vienkāršākā, elementārā daļa...
• ELEMENTĀRĀS DAĻIŅAS
  daļiņas. Ievads. E. h. šī termina precīzā nozīmē ir primārās, tālāk nesadalāmās daļiņas, no kurām, pieņemot, ...
• DAĻIŅU PAĀTRINĀTĀJI Lielajā padomju enciklopēdijā, TSB:
  lādētas daļiņas - ierīces augstas enerģijas lādētu daļiņu (elektronu, protonu, atomu kodolu, jonu) iegūšanai. Paātrinājums tiek veikts ar elektrisko...
• KVANTU LAUKA TEORIJA Lielajā padomju enciklopēdijā, TSB:
  lauka teorija. Kvantu lauka teorija - kvantu teorija sistēmām ar bezgalīgu brīvības pakāpju skaitu (fiziskie lauki).K. utt., ...
• KVANTU MEHĀNIKA Lielajā padomju enciklopēdijā, TSB:
  mehānika viļņu mehānika, teorija, kas nosaka mikrodaļiņu (elementārdaļiņu, atomu, molekulu, atomu kodolu) un to sistēmu aprakstīšanas veidu un kustības likumus ...
• ANTIDAĻIŅAS Lielajā padomju enciklopēdijā, TSB:
  elementārdaļiņu grupa, kurai ir tādas pašas masas vērtības un citas fizikālās īpašības kā to "dvīņiem" - daļiņām, bet ...
• ALFA SPĒJA Lielajā padomju enciklopēdijā, TSB:
  (a-sabrukšana), alfa daļiņu emisija ar atomu kodoliem spontānas (spontānas) radioaktīvās sabrukšanas procesā (sk. Radioaktivitāte). Pie A. - upes. no radioaktīva ("vecāks") ...
• AUTOFĀZĒŠANA Lielajā padomju enciklopēdijā, TSB:
  parādība, kas nodrošina elektronu, protonu, alfa daļiņu, lādētu jonu paātrināšanos līdz augstām enerģijām (no vairākiem MeV līdz simtiem GeV) lielākajā daļā ...
• ELEKTROMETALURĢIJA
• FRANZENSBADA Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  (Franzensbad vai Kaiser-Franzensbad) ir slavens Austrijas kūrorts Čehijā, 41/2 km attālumā no Egeras pilsētas, 450 m augstumā virs …
• PORCELĀNS Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  (prod.). - F. attiecas uz keramikas izstrādājumu nodaļu (sk. Keramikas ražošana) ar šķidrumu necaurlaidīgu galvaskausu; no akmens izstrādājumiem (gr? S) ...
• FIZISKĀS TABULAS Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  Fizikālie termometri ir skaitlisku datu kopums, kas raksturo dažādu vielu fizikālās īpašības. Šādā T. parasti tiek ievietoti tie dati, kas var ...
• TABULAS METRIKAS DECIMĀLĀ MĒRĪBU PĀRVĒRŠANAI KRIEVU VALODĀ UN KRIEVU VALODĀ - METRIKĀ Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  Enciklopēdiskajā vārdnīcā vispār pieņemts decimālo mēru lietojums, kura sistēma vienkāršības dēļ drīzumā solās kļūt starptautiska. Tās galvenā vienība...
• STRĀDNIEKU STREIKI Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  I Tiešā nozīmē S. sauc par kopīgu darba izbeigšanu uzņēmējam, lai panāktu, ka no viņa strādniekiem izdevīgāk ...
• ALKOHOMETRIJS Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  S. jeb alkoholimetrija ir metožu kopums, ko izmanto spirta (bezūdens spirta, etilspirta) daudzuma noteikšanai dažāda veida spirta šķidrumos, ...
• ALKOHOLS, RAŽOŠANA UN PATĒRIŅŠ Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  S. ražošana Krievijā radās kādu laiku vēlāk pēc tā atklāšanas un izplatīšanās Rietumeiropā, t.i. ...
• SĒRS, ĶĪMISKAIS ELEMENTS Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā.
• CUKURBIETES Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  (lauksaimniecības) - S. vērtība lauka kultūrai un tautsaimniecībai. - Cukura S. audzēšanas vietas Krievijā. - Ražas lielums...
• SANITĀRIE APSTĀKĻI IEGUVES RĪCĪBĀ Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  \[Šis raksts ir ievietots šeit kā papildinājums rakstiem Kalnrači, Kalnu policija un Kalnrūpniecība.\]. - kalnrūpniecībā iesaistīto darbinieku skaits no ...
• Ribinska Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  apgabala pilsēta Jaroslavļas guberņā, pie Volgas upes, Čeremhas upes satekā. Šeksnas upe ietek Volgā pret pilsētu. …
• KRIEVIJA. EKONOMIKAS NODAĻA: APDROŠINĀŠANA Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  1) Vispārīgs pārskats. Šobrīd R. darbojas šādas apdrošināšanas organizāciju formas: 1) valsts iestādes, 2) zemstvo iestādes, 3) ...
• KRIEVIJA. EKONOMIKAS NODAĻA: KOMUNIKĀCIJAS MARŠRUTI Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  I I. Pirmās vēsturiskās ziņas, kas liecina par kādu ceļu darbu organizēšanu R., ir datētas ar 17. gs. un norāda uz...
• AUGLĪBA Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  jeb iedzīvotāju dzimstība - dzimušo skaita attiecība pret iedzīvotāju skaitu noteiktā laikā, noteiktā teritorijā. No valstīm, par kurām...
• ĪSTĀS SKOLAS Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  Sākotnējā R. skolu vēsture Rietumos ir cieši saistīta ar reālās izglītības vēsturi Vācijā, pirmā izmantoja nosaukumu Realschule ...
• SACENSĪBAS Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  vai cilvēces šķirne. - Fizisko atšķirību esamību starp cilvēkiem vai cilvēces sadalīšanu atsevišķās šķirnēs atzīst vairāk vai mazāk visi ...
• PILSĒTAS IZMAKSAS Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  Saskaņā ar 1892. gada pilsētas nolikumu pilsētas apdzīvotās vietas fondos ietilpst šādi R. posteņi: pilsētas valsts pārvaldes uzturēšana un pensiju ražošana ...
• KVIEŠI LAUKSAIMNIECĪBĀ UN EKONOMIKĀ Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā.
• KARASKU ORGANIZĀCIJA Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  O. karaspēka galvenos principus nosaka tā mērķis: būt par valsts bruņotajiem spēkiem. No ārpuses saikni starp armiju un valsti izsaka pārākums ...
• ALGA NAUDA Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  1) militārajā departamentā - viņiem, tāpat kā O. jūras departamentā, ir dažādas nozīmes, no vienas puses, virsniekiem un ...
• MASKAVAS-JAROSLAVSKAS-ARHANGELSKAS DZELZCELS Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  Šī nu jau ievērojamā dzelzceļa līniju tīkla sākums bija M.-Jaroslavļas dzelzceļš, kas pastāvēja vēl pirms biedrības statūtu publicēšanas. dor. līnija Maskava - ...
• MASKAVAS-KURSKAJA, MASKAVAS-ŅIŽNIJNOVGORODSKAJA UN MUROMSKAS DZELZCELS Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  valdība; vadība Maskavā. Sastāv no līnijām: M.-Kursk 503 gs., M.-Nizhny Novgorod 410 gs. un Muromskaja 107 c., kopā 1020 g. …
• MARIINSKY SISTĒMA Brokhauza un Eifrona enciklopēdiskajā vārdnīcā:
  Esmu nozīmīgākais no ūdensceļiem, kas savieno Volgas upi ar Sanktpēterburgas ostu. Galvenās sistēmas daļas: Šeksnas upe, Beloozero, Kovžas upe (Kaspijas jūra ...

1.2. Īpašības β -starojums

Beta starojums ( b -daļiņas) ir elektronu (pozitronu) plūsma, no kurām katra lādiņš ir vienāds ar vienu elementāru lādiņu, 4,8 × 10 - 10 CGSE elektrostatiskās vienības vai 1,6 10 -19 kuloni. atpūtas masa b -daļiņa ir vienāda ar 1/1840 no ūdeņraža atoma elementārās masas (7000 reizes mazāka par masu α -daļiņas) vai absolūtās vienībās 9,1 × 10 -28 g. Kopš b daļiņas pārvietojas ar ātrumu, kas daudz lielāks par α -daļiņas, kas vienādas ar » 0,988 (Einšteina masa) no gaismas ātruma, tad to masa jāaprēķina pēc relativistiskā vienādojuma:

kur tad - miera masa (9,1 10 -28 g);

V - ātrums β -daļiņas;

C ir gaismas ātrums.

Ātrākajiem β - daļiņas m ≈ 16 m o .

Izlaižot vienu b -daļiņas elementa kārtas numurs palielinās (elektrona emisija) vai samazinās (pozitrona emisija) par vienu. Beta sabrukšanu parasti pavada g - starojums. Katrs radioaktīvais izotops izstaro komplektu b -daļiņas ar ļoti dažādu enerģiju, kas tomēr nepārsniedz noteiktu izotopa maksimālo enerģētisko raksturlielumu.

Enerģijas spektri b -starojums ir parādīts attēlā. 1,5, 1,6. Papildus nepārtrauktajam enerģijas spektram dažiem radioelementiem ir raksturīgs līniju spektrs, kas saistīts ar sekundāro elektronu ekstrakciju ar g-kvantiem no atoma elektronu orbītām (iekšējās konversijas parādība). Tas notiek, kad β - sabrukšana iet caur starpposma enerģijas līmeni, un ierosmi var noņemt ne tikai izstarot γ -kvantu, bet arī izsitot elektronu no iekšējā apvalka.

Tomēr numurs b -šīm līnijām atbilstošās daļiņas ir mazas.

Beta spektra nepārtrauktība ir izskaidrojama ar vienlaicīgu emisiju b -daļiņas un neitrīno.

p = n + β + + η(neitrīns)

n = p + β - + η(antineitrīna)

Neitrīno uzņem daļu no beta sabrukšanas enerģijas.

Vidējā enerģija b -daļiņa ir vienāda ar 1/3. E maks un svārstās no 0,25 līdz 0,45 E maks dažādām vielām. Starp maksimālo enerģiju E maks b -starojuma un sabrukšanas konstante l elements Sergent noteica attiecību (par E max > 0,5 Mev),

l = k∙E 5 max (1,12)

Tādējādi, lai β - starojuma enerģija β -daļiņas ir lielākas, jo īsāks pussabrukšanas periods. Piemēram:

Pb 210 (RaD) T = 22 gadi, E maks = 0,014 MeV;

Bi 214 (RaC) T = 19,7 mēneši, E maks = 3,2 MeV.

1.2.1. Mijiedarbība β - starojums ar vielu

Mijiedarbojoties β - daļiņas ar vielu, ir iespējami šādi gadījumi:

a) Atomu jonizācija. To pavada raksturīgs starojums. Jonizācijas spēja β -daļiņas ir atkarīgas no to enerģijas. Īpaša jonizācija ir lielāka, jo mazāk enerģijas β - daļiņas. Piemēram, ar enerģiju β -daļiņas 0,04 MeV Uz 1 cm ceļa veidojas 200 jonu pāri; 2 MeV - 25 pāri; 3 MeV - 4 pāri.

b) Atomu ierosināšana. Tas ir raksturīgs β -daļiņas ar augstu enerģiju, kad mijiedarbības laiks β -daļiņu ar elektronu ir maz un jonizācijas iespējamība ir maza; šajā gadījumā β -daļiņa ierosina elektronu, ierosmes enerģija tiek noņemta, izstarojot raksturīgos rentgena starus, un scintilatoros ievērojama daļa ierosmes enerģijas izpaužas zibspuldzes - scintilācijas veidā (ti, redzamajā zonā).

c) Elastīgā izkliede. Rodas, kad kodola (elektronu) elektriskais lauks novirzās β -daļiņa, savukārt enerģija β -daļiņas nemainās, mainās tikai virziens (mazā leņķī);

d) Elektronu palēninājums kodola Kulona laukā.Šajā gadījumā elektromagnētiskais starojums rodas ar lielāku enerģiju, jo lielāku paātrinājumu izjūt elektrons. Tā kā atsevišķi elektroni piedzīvo dažādus paātrinājumus, bremzēšanas spektrs ir nepārtraukts. Enerģijas zudumu bremžu pārslēgšanas gadījumā nosaka izteiksme: enerģijas zudumu attiecība pret pārtraukumu un ierosmes un jonizācijas zudumiem:

Tādējādi zudumi un pārrāvumi ir nozīmīgi tikai lielām elektronu enerģijām ar lielu atomu skaitu.

Lielākajai daļai β -daļiņas, maksimālā enerģija ir diapazonā no 0,014 līdz 1,5 MeV, varam pieņemt, ka uz 1 cm ceļa β -daļiņas veido 100 - 200 jonu pārus. α -daļiņa uz 1 cm ceļu veido 25 - 60 tūkstošus jonu pāru. Tāpēc mēs varam pieņemt, ka īpašā jonizācijas jauda β- starojums ir par divām kārtām mazāks nekā α-starojums. Mazāka jonizācija - enerģija tiek zaudēta lēnāk, jo jonizācijas jauda (un ierosmes varbūtība) β -daļiņas ir par 2 kārtām mazākas, kas nozīmē, ka tas palēnina 2 kārtas lēnāk, t.i., aptuveni skriešanu β -daļiņas ir par 2 kārtām lielākas nekā par α- daļiņas. 10 mg / cm 2 100 \u003d 1000 mg / cm 2 ≈ 1 g / cm 2.

Alfa(a) stari- pozitīvi lādēti hēlija joni (He ++), kas izlido no atomu kodoliem ar ātrumu 14 000-20 000 km / h. Daļiņu enerģija ir 4-9 MeV. a-starojums parasti tiek novērots smagos un pārsvarā dabiskos radioaktīvos elementos (rādijs, torijs utt.). A-daļiņas diapazons gaisā palielinās, palielinoties a-starojuma enerģijai.

Piemēram, a-torija daļiņas(Th232), kura enerģija ir 3,9 V MeV, gaisā iet 2,6 cm, bet rādija C a-daļiņas ar enerģiju 7,68 MeV ir 6,97 cm. Minimālais absorbera biezums, kas nepieciešams pilnīgai daļiņu absorbcijai, tiek saukts darbināt šīs daļiņas noteiktā vielā. A-daļiņu diapazons ūdenī un audos ir 0,02–0,06 mm.

a-daļiņas pilnībā absorbē salvešu papīra gabals vai plāns alumīnija slānis. Viena no svarīgākajām alfa starojuma īpašībām ir tā spēcīga jonizējošā iedarbība. Kustības ceļā a-daļiņa gāzēs veido milzīgu skaitu jonu. Piemēram, gaisā 15° un 750 mm spiedienā viena a-daļiņa atkarībā no enerģijas rada 150 000-250 000 jonu pāru.

Piemēram, specifiska jonizācija gaisā a-daļiņas no radona, kura enerģija ir 5,49 MeV, ir 2500 jonu pāri uz 1 mm ceļu. Jonizācijas blīvums α-daļiņu palaišanas beigās palielinās, tāpēc šūnu bojājums palaišanas beigās ir aptuveni 2 reizes lielāks nekā palaišanas sākumā.

A-daļiņu fizikālās īpašības nosaka to bioloģiskās ietekmes pazīmes uz ķermeni un aizsardzības metodes pret šāda veida starojumu. Ārējā apstarošana ar a-stariem nav bīstama, jo pietiek attālināties no avota par dažiem (10-20) centimetriem vai uzstādīt vienkāršu sietu no papīra, auduma, alumīnija un citiem plaši izplatītiem materiāliem, lai starojums būtu mazāks. pilnībā uzsūcas.

labākais briesmas a-stari attēlo, kad tiek trāpīts un nogulsnēts radioaktīvos A izstarojošos elementos. Šādos gadījumos ķermeņa šūnas un audi tiek tieši apstaroti ar a-stariem.

Beta(b) stari- elektronu plūsma, kas tiek izmesta no atomu kodoliem ar ātrumu aptuveni 100 000-300 000 km/s. P-daļiņu maksimālā enerģija ir robežās no 0,01 līdz 10 MeV. B-daļiņas lādiņš pēc zīmes un lieluma ir vienāds ar elektrona lādiņu. B-sabrukšanas tipa radioaktīvās transformācijas ir plaši izplatītas dabisko un mākslīgo radioaktīvo elementu vidū.

b-stari tiem ir daudz lielāka iespiešanās spēja nekā a-stariem. Atkarībā no b-staru enerģijas to diapazons gaisā svārstās no milimetra daļām līdz vairākiem metriem. Tādējādi b-daļiņu diapazons ar enerģiju 2-3 MeV gaisā ir 10-15 m, un ūdenī un audos to mēra milimetros. Piemēram, radioaktīvā fosfora (P32) emitēto b-daļiņu diapazons ar maksimālo enerģiju 1,7 MeV audos ir 8 mm.

b-daļiņa ar enerģiju, kas vienāds ar 1 MeV, ceļā gaisā var izveidot aptuveni 30 000 jonu pāru. B-daļiņu jonizācijas spēja ir vairākas reizes mazāka nekā tādas pašas enerģijas a-daļiņām.

B-staru iedarbība uz ķermeņa var izpausties gan ar ārēju, gan iekšēju apstarošanu, ja tiek uzņemtas aktīvās vielas, kas organismā izdala b-daļiņas. Lai aizsargātu pret b-stariem ārējās apstarošanas laikā, ir jāizmanto ekrāni, kas izgatavoti no materiāliem (stikls, alumīnijs, svins utt.). Radiācijas intensitāti var samazināt, palielinot attālumu no avota.

Tātad, kādi ir spēki, kas satur neitronus un protonus kopā kodolā?

Elektriskā mijiedarbība ir saistīta ar daļiņu – fotonu. Tāpat Jukava ierosināja, ka pievilcības spēkiem starp protonu un neitronu ir īpašs lauka veids un šī lauka svārstības uzvedas kā daļiņas. Tas nozīmē, ka, iespējams, bez neitroniem un protoniem pasaulē ir arī dažas citas daļiņas. Jukava spēja izsecināt šo daļiņu īpašības no jau zināmajām kodolspēku īpašībām. Piemēram, viņš prognozēja, ka to masai vajadzētu būt 200–300 reižu lielākai nekā elektrona. Un, ak, brīnums!- tikko kosmiskajos staros tika atklāta daļiņa ar tādu masu! Tomēr nedaudz vēlāk izrādījās, ka šī nepavisam nav tā pati daļiņa. Viņi to sauca par muonu vai mūonu.

Un tomēr nedaudz vēlāk, 1947. vai 1948. gadā, tika atklāta daļiņa π-mezons jeb pions, kas atbilda Jukavas prasībām. Izrādās, lai iegūtu kodolspēkus, protonam un neitronam jāpievieno pions. "Perfekti! - tu iesaucīsies.- Ar šīs teorijas palīdzību mēs tagad veidosim kvantu kodoldinamiku, un pioni kalpos tiem mērķiem, kuriem Jukava tos ieviesa; Redzēsim, vai šī teorija darbojas, un, ja tā, mēs visu izskaidrosim. Veltas cerības! Izrādījās, ka aprēķini šajā teorijā ir tik sarežģīti, ka neviens vēl nav spējis tos izdarīt un izvilkt no teorijas nekādas sekas, nevienam nav veicies salīdzināt ar eksperimentu. Un tas turpinās jau gandrīz 20 gadus!

Kaut kas nesaskan ar teoriju; mēs nezinām, vai tā ir patiesība vai nē; taču mēs jau zinām, ka tajā kaut kā pietrūkst, ka tajā slēpjas kādi nelikumības. Kamēr mēs mīdījāmies pa teoriju, mēģinot aprēķināt sekas, eksperimentētāji šajā laikā kaut ko atklāja. Nu tas pats μ-mezons, jeb mūons. Un mēs joprojām nezinām, kam tas ir labs. Atkal kosmiskajos staros tika atrastas daudzas "papildu" daļiņas. Līdz šim to ir jau vairāk nekā 30, un saikne starp tām joprojām ir grūti aptverama, un nav skaidrs, ko daba no viņiem vēlas un kurš no tiem ir atkarīgs no kura. Pirms mums visas šīs daļiņas vēl neparādās kā vienas un tās pašas būtības dažādas izpausmes, un tas, ka ir daudz atšķirīgu daļiņu, ir tikai nesakarīgas informācijas klātbūtnes atspulgs bez pieļaujamas teorijas. Pēc nenoliedzamiem kvantu elektrodinamikas panākumiem - kaut kāds informācijas kopums no kodolfizikas, zināšanu lūžņi, daļēji pieredzējuši, daļēji teorētiski. Viņiem jautā, teiksim, pēc protona un neitronu mijiedarbības rakstura un paskatieties, kas no tā sanāks, īsti nesaprotot, no kurienes nāk šie spēki. Papildus aprakstītajam nav bijis ievērojams progress.

Bet galu galā bija arī daudz ķīmisko elementu, un pēkšņi viņiem izdevās saskatīt saikni starp tiem, ko izteica Mendeļejeva periodiskā tabula. Pieņemsim, ka kālijs un nātrijs - vielas, kurām ir līdzīgas ķīmiskās īpašības - tabulā iekrita vienā kolonnā. Tātad, mēs mēģinājām izveidot tabulu, piemēram, periodisko tabulu jaunām daļiņām. Vienu šādu tabulu neatkarīgi ierosināja Gell-Mann ASV un Nishijima Japānā. To klasifikācijas pamatā ir jauns skaitlis, piemēram, elektriskais lādiņš. Tas tiek piešķirts katrai daļiņai un tiek saukts par tās "dīvainību" S. Šis skaitlis nemainās (tāpat kā elektriskais lādiņš) reakcijās, ko rada kodolspēki.

Tabulā. 2.2 parāda jaunas daļiņas. Pagaidām par tiem sīkāk nerunāsim. Bet tabula vismaz parāda, cik maz mēs joprojām zinām. Zem katras daļiņas simbola ir tās masa, kas izteikta noteiktās vienībās, ko sauc par megaelektronvoltiem vai MeV (1 MeV ir 1,782 * 10 -27 G). Mēs neiedziļināsimies vēsturiskajos cēloņos, kas lika ieviest šo vienību. Iepriekš redzamajā tabulā daļiņas ir masīvākas. Vienā kolonnā ir viena un tā paša elektriskā lādiņa daļiņas, neitrālas - vidū, pozitīvas - pa labi, negatīvas - pa kreisi.

Daļiņas ir pasvītrotas ar nepārtrauktu līniju, "rezonanses" - ar triepieniem. Dažas daļiņas tabulā nemaz nav iekļautas: nav fotonu un gravitona, ļoti svarīgas daļiņas ar nulles masu un lādiņu (tās neietilpst bariona-mezona-leptona klasifikācijas shēmā), un nav jaunu rezonanšu (φ , f, Y * utt.). Tabulā ir dotas mezonu antidaļiņas, un leptonu un barionu antidaļiņām būtu nepieciešams sastādīt jaunu tabulu, kas ir līdzīga šai, bet tikai spoguļattēlā attiecībā pret nulles kolonnu. Lai gan visas daļiņas, izņemot elektronu, neitrīno, fotonu, gravitonu un protonu, ir nestabilas, to sabrukšanas produkti tiek rakstīti tikai rezonansei. Leptonu dīvainības arī nav rakstītas, jo šis jēdziens uz tiem nav attiecināms - tie spēcīgi mijiedarbojas ar kodoliem.

Daļiņas, kas atrodas kopā ar neitronu un protonu, sauc par barioniem. Šī ir “lambda” ar masu 1115,4 MeV un trīs citas “sigmas”, ko sauc par sigma-mīnus, sigma-nulle, sigma-plus, ar gandrīz vienādām masām. Gandrīz vienādas masas daļiņu grupas (atšķirība par 1-2%) sauc par multipletiem. Visām multipleta daļiņām ir vienāda dīvainība. Pirmais multiplets ir pāris (dubults) protons - neitrons, tad nāk singleta (vienkāršā) lambda, tad tripleta (trīskāršā) sigma, dublets xi un singlets omega-mīnus. Sākot ar 1961. gadu, sāka atklāt jaunas smagās daļiņas. Bet vai tās ir daļiņas? Tiem ir tik īss dzīves ilgums (tie sadalās, tiklīdz tie veidojas), ka nav zināms, vai tās saukt par jaunām daļiņām vai uzskatīt tās par "rezonanses" mijiedarbību starp to sabrukšanas produktiem, teiksim, Λ un π kādā fiksētā vietā. enerģiju.

Kodolmijiedarbībai papildus barioniem ir nepieciešamas arī citas daļiņas - mezoni. Tie, pirmkārt, ir trīs pionu šķirnes (plus, nulle un mīnus), veidojot jaunu tripletu. Tika atrastas arī jaunas daļiņas - K-mezoni (tas ir dublets K+ un K 0 ). Katrai daļiņai ir antidaļiņa, ja vien daļiņa nav pati sava antidaļiņa, teiksim π+ un π- ir viena otras antidaļiņas, a π 0 ir sava antidaļiņa. Antidaļiņas un K- ar K + un K 0 ar K 0 `. Turklāt pēc 1961. gada mēs sākām atklāt jaunus mezonus vai sava veida mezonus, kas gandrīz acumirklī sadalās. Vienu šādu kuriozu sauc par omega, ω, tā masa ir 783, tas pārvēršas par trim pioniem; ir vēl viens veidojums, no kura iegūst pionu pāri.

Tāpat kā daži retzemju metāli ir izkrituši no ļoti veiksmīgās periodiskās tabulas, tāpat dažas daļiņas izkrīt no mūsu tabulas. Tās ir daļiņas, kurām nav spēcīga mijiedarbības ar kodoliem, nav nekāda sakara ar kodolenerģijas mijiedarbību un arī savstarpēji nav spēcīga mijiedarbība (spēcīgs tiek saprasts spēcīgs mijiedarbības veids, kas dod atomenerģiju). Šīs daļiņas sauc par leptoniem; tajos ietilpst elektrons (ļoti viegla daļiņa ar masu 0,51 MeV) un mions (kura masa 206 reizes pārsniedz elektronu). Cik mēs varam spriest no visiem eksperimentiem, elektrons un mions atšķiras tikai pēc masas. Visas miona īpašības, visas tā mijiedarbības ne ar ko neatšķiras no elektrona īpašībām – tikai viens ir smagāks par otru. Kāpēc tas ir smagāks, ko tas dod, mēs nezinām. Papildus tiem ir arī neitrāla ērce - neitrīno, kuras masa ir nulle. Turklāt tagad ir zināms, ka ir divu veidu neitrīno: viens saistīts ar elektroniem un otrs ar mioniem.

Visbeidzot, ir vēl divas daļiņas, kas arī nesadarbojas ar kodoliem. Viens, ko mēs jau zinām, ir fotons; un ja gravitācijas laukam ir arī kvantu mehāniskās īpašības (lai gan gravitācijas kvantu teorija vēl nav izstrādāta), tad, iespējams, ir arī gravitona daļiņa ar nulles masu.

Kas ir "nulles masa"? Mūsu norādītās masas ir miera stāvoklī esošo daļiņu masas. Ja daļiņas masa ir nulle, tad tas nozīmē, ka tā neuzdrošinās atpūsties. Fotons nekad nestāv uz vietas, tā ātrums vienmēr ir 300 000 km/sek. Mēs joprojām sapratīsim relativitātes teoriju un mēģināsim iedziļināties masas jēdziena nozīmē.

Tātad mēs esam saskārušies ar veselu virkni daļiņu, kas kopā šķiet ļoti būtiska matērijas sastāvdaļa. Par laimi, šīs daļiņas ne visas savā mijiedarbībā atšķiras viena no otras. Acīmredzot starp tām ir tikai četri mijiedarbības veidi. Mēs tos uzskaitām stipruma samazināšanās secībā: kodolspēki, elektriskā mijiedarbība, (β-sabrukšanas mijiedarbība un gravitācija. Fotons mijiedarbojas ar visām uzlādētajām daļiņām ar spēku, ko raksturo kāds konstants skaitlis 1/137. Detalizēts šī savienojuma likums ir zināms - tā ir kvantu elektrodinamika.Gravitācija mijiedarbojas ar jebkuru enerģiju,bet ārkārtīgi vāji,daudz vājāk par elektrību.Un šis likums ir zināms.Tad ir tā saucamie vājie sabrukumi:β-sabrukšana,kuras dēļ neitrons diezgan lēni sadalās protons, elektrons un neitrīno.Šeit likums ir precizēts Un tā saucamajai spēcīgajai mijiedarbībai (mezona saitei ar barionu) ir spēks, kas vienāds ar vienu šajā mērogā, un tā likums ir pilnīgi neskaidrs, lai gan daži ir zināmi noteikumi, piemēram, tas, ka barionu skaits nemainās nevienā reakcijā.

Situācija, kurā atrodas mūsdienu fizika, ir jāuzskata par briesmīgu. Es to apkopotu šādos vārdos: ārpus kodola mēs it kā zinām visu; tajā iekšā ir spēkā kvantu mehānika, tās principu pārkāpumi tur netika konstatēti.

Posms, kurā darbojas visas mūsu zināšanas, ir relativistiskā telpa-laiks; iespējams, ka ar to ir saistīta arī gravitācija. Mēs nezinām, kā sākās Visums, un mēs nekad neesam veikuši eksperimentus, lai precīzi pārbaudītu mūsu priekšstatus par telpu-laiku nelielos attālumos, mēs tikai zinām, ka ārpus šiem attālumiem mūsu uzskati ir nekļūdīgi. Vēl varētu piebilst, ka spēles noteikumi ir kvantu mehānikas principi; un, cik zināms, uz jaunajām daļiņām tie attiecas ne sliktāk kā uz vecajām. Kodolspēku izcelsmes meklēšana noved mūs pie jaunām daļiņām; bet visi šie atklājumi tikai rada apjukumu. Mums nav pilnīgas izpratnes par viņu savstarpējām attiecībām, lai gan mēs jau esam redzējuši dažas spilgtas saiknes starp viņiem. Mēs, acīmredzot, pamazām tuvojamies ārpusatomisko daļiņu pasaules izpratnei, taču nav zināms, cik tālu esam pa šo ceļu tikuši.

Dabiskā radioaktīvā b-sabrukšana sastāv no spontānas kodolu sabrukšanas ar b-daļiņu - elektronu - emisiju. Nobīdes noteikums par

dabisko (elektronisko) b-sabrukšanu apraksta ar izteiksmi:

Z X A® Z + 1 Y A+ - 1 e 0.(264)

B-daļiņu enerģijas spektra izpēte parādīja, ka atšķirībā no a-daļiņu spektra b-daļiņām ir nepārtraukts spektrs no 0 līdz E max . Kad tika atklāts b-sabrukums, bija nepieciešams izskaidrot sekojošo:

1) kāpēc mātes kodols vienmēr zaudē enerģiju E max , savukārt b-daļiņu enerģija var būt mazāka par E max ;

2) kā tas veidojas -1e0 b-sabrukšanā?, jo elektrons neietilpst kodolā;

3) ja b-decay laikā lido - 1 e 0, tad tiek pārkāpts leņķiskā impulsa saglabāšanas likums: nukleonu skaits ( BET) nemainās, bet elektronam ir spins ½ħ, tāpēc attiecības (264) labajā pusē spins atšķiras no attiecības kreisās puses spina par ½ ħ.

Lai izkļūtu no grūtībām 1931.g. Pauli ierosināja, ka neatkarīgi no - 1 e 0 b-sabrukšanas laikā izlido cita daļiņa - neitrīno (o o), kura masa ir daudz mazāka par elektrona masu, lādiņš ir 0 un spins s = ½ ħ. Šī daļiņa nes enerģiju E max - E β un nodrošina enerģijas nezūdamības un impulsa likumu izpildi. Tas tika atklāts eksperimentāli 1956. gadā. Grūtības noteikt o o ir saistītas ar tā mazo masu un neitralitāti. Šajā sakarā o o var nobraukt milzīgus attālumus, pirms to absorbē matērija. Gaisā viens jonizācijas akts neitrīno ietekmē notiek aptuveni 500 km attālumā. o o diapazonu ar enerģiju 1 MeV svinā ~10 18 m. o o var atrast netieši, izmantojot impulsa nezūdamības likumu b-samazināšanās: impulsa vektoru summa. - 1 e 0, o o un atsitiena kodolam jābūt vienādam ar 0. Eksperimenti ir apstiprinājuši šīs cerības.

Tā kā b-sabrukšanas laikā nukleonu skaits nemainās, bet lādiņš palielinās par 1, vienīgais b-sabrukšanas skaidrojums var būt šāds: viens no o n 1 kodols pārvēršas par 1 r 1 ar emisiju - 1 e 0 un neitrīno:

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

Ir konstatēts, ka dabiskā b-sabrukšana izstaro elektronu antineitrīno - o par. Enerģētiski reakcija (265) ir labvēlīga, jo pārējā masa o n 1 vairāk atpūtas masas 1 r 1. Bija sagaidāms, ka bez maksas o n 1 radioaktīvs. Šī parādība faktiski tika atklāta 1950. gadā augstas enerģijas neitronu plūsmās, kas rodas kodolreaktoros, un tā kalpo kā apstiprinājums b-sabrukšanas mehānismam saskaņā ar shēmu (262).

Aplūkoto b-sabrukšanu sauc par elektronisku. 1934. gadā Frederiks un Džolio-Kirī atklāja mākslīgo pozitronu b sabrukšanu, kurā no kodola izplūst elektronu antidaļiņa, pozitrons un neitrīno (sk. reakciju (263)). Šajā gadījumā viens no kodola protoniem pārvēršas par neitronu:

1 r 1 → o n 1+ + 1 e 0+ o o (266)

Brīvam protonam šāds process nav iespējams enerģijas apsvērumu dēļ, jo protona masa ir mazāka par neitrona masu. Tomēr kodolā protons var aizņemties nepieciešamo enerģiju no citiem kodola nukleoniem. Tādējādi reakcija (344) var notikt gan kodola iekšpusē, gan brīvam neitronam, savukārt reakcija (345) notiek tikai kodola iekšpusē.

Trešais b-sabrukšanas veids ir K-tveršana. Šajā gadījumā kodols spontāni uztver vienu no atoma K-apvalka elektroniem. Šajā gadījumā viens no kodola protoniem pārvēršas par neitronu saskaņā ar shēmu:

1 r 1 + - 1 e 0 → o n 1 + o o (267)

Šāda veida b-sabrukšanā no kodola izlido tikai viena daļiņa - o o. K-tveršanu pavada raksturīga rentgenstaru emisija.

Tādējādi visiem b-sabrukšanas veidiem, rīkojoties saskaņā ar shēmām (265) - (267), tiek izpildīti visi saglabāšanas likumi: enerģija, masa, lādiņš, impulss, leņķiskais impulss.

Neitrona pārvēršanās par protonu un elektronu un protonu par neitronu un pozitronu notiek nevis intranukleāro spēku, bet gan pašu nukleonu iekšienē iedarbojošos spēku dēļ. Saistīts ar šīm pilnvarām mijiedarbības sauc par vājām. Vāja mijiedarbība ir daudz vājāka par ne tikai spēcīgo, bet arī elektromagnētisko mijiedarbību, bet daudz spēcīgāka par gravitācijas mijiedarbību. Mijiedarbības stiprumu var spriest pēc procesu ātruma, ko tā izraisa pie ~1 GeV enerģijām, kas raksturīgi elementārdaļiņu fizikai. Pie šādām enerģijām spēcīgas mijiedarbības procesi notiek ~10 -24 s, elektromagnētiskais process ~10 -21 s, un vājās mijiedarbības procesiem raksturīgais laiks ir daudz garāks: ~10 -10 s, lai s. elementārdaļiņu pasaule, vājie procesi noris ārkārtīgi lēni.

Kad b-daļiņas iziet cauri matērijai, tās zaudē savu enerģiju. B-elektronu ātrums, kas parādās b-sabrukšanas laikā, var būt ļoti liels - salīdzināms ar gaismas ātrumu. To enerģijas zudumi vielā rodas jonizācijas un bremzstrahlung dēļ. Bremsstrahlung ir galvenais enerģijas zudumu avots ātrajiem elektroniem, savukārt protoniem un smagākiem lādētiem kodoliem bremžu pārplūdes zudumi ir nenozīmīgi. Plkst zemas elektronu enerģijas galvenais enerģijas zudumu avots ir jonizācijas zudumi. Ir daži kritiskā elektronu enerģija, pie kuriem bremzēšanas zudumi kļūst vienādi ar jonizācijas zudumiem. Ūdenim tas ir ap 100 MeV, svinam ap 10 MeV, gaisam vairāki desmiti MeV. B-daļiņu plūsmas ar vienādiem ātrumiem absorbcija viendabīgā vielā atbilst eksponenciālajam likumam N \u003d N 0 e - m x, kur N0 un N ir b-daļiņu skaits vielas slāņa ieejā un izejā ar biezumu X, m- absorbcijas koeficients. b _ starojums vielā ir stipri izkliedēts, tāpēc m ir atkarīgs ne tikai no vielas, bet arī no ķermeņu izmēra un formas, uz kuriem krīt b _ starojums. B-staru jonizācijas spēja ir zema, apmēram 100 reizes mazāka nekā a-daļiņām. Tāpēc b-daļiņu iespiešanās spēja ir daudz lielāka nekā a-daļiņām. Gaisā b-daļiņu diapazons var sasniegt 200 m, svinā līdz 3 mm. Tā kā b-daļiņām ir ļoti maza masa un vienības lādiņš, to trajektorija vidē ir lauzta līnija.

12.4.6 γ stari

Kā norādīts 12.4.1. punktā, γ - stari ir ciets elektromagnētiskais starojums ar izteiktām korpuskulārām īpašībām. Jēdzieni γ sabrukšana neeksistē. γ - stari pavada a- un b-sabrukšanu ikreiz, kad meitas kodols atrodas satrauktā stāvoklī. Katram atomu kodolu veidam ir diskrēts g-starojuma frekvenču kopums, ko nosaka atoma kodola enerģijas līmeņu kopums. Tādējādi a- un g-daļiņām ir diskrēti emisijas spektri, un

b-daļiņas - nepārtraukti spektri. γ- un a-staru līniju spektra klātbūtne ir ļoti svarīga, un tā ir pierādījums tam, ka atomu kodoli var atrasties noteiktos diskrētos stāvokļos.

γ staru absorbcija matērijā notiek saskaņā ar likumu:

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

kur Es un es 0 - γ - staru intensitāte pirms un pēc tam, kad tie iziet cauri vielas slānim ar biezumu X; μ ir lineārais absorbcijas koeficients. γ staru absorbcija vielā notiek galvenokārt trīs procesu dēļ: fotoelektriskā efekta, Komptona efekta un elektronu-pozitrona veidošanās ( e+e-) tvaiks. Tātad μ var attēlot kā summu:

μ \u003d μ f + μ k + μ p.(269)

Kad γ-kvantu absorbē atomu elektronu apvalks, rodas fotoelektrisks efekts, kā rezultātā elektroni izlaužas no elektronu apvalka iekšējiem slāņiem. Šo procesu sauc fotoelektriskā absorbcijaγ stari. Aprēķini liecina, ka tas ir nozīmīgs pie enerģijām γ - kvanti ≤ 0,5 MeV. Absorbcijas koeficients μ f ir atkarīgs no atomu skaita Z vielas un γ-staru viļņu garumi. Palielinoties γ - kvantu enerģijai salīdzinājumā ar elektronu saistīšanās enerģiju atomos, molekulās vai vielas kristālrežģī, γ - fotonu mijiedarbība ar elektroniem dabā arvien vairāk tuvojas mijiedarbībai ar brīvajiem elektroniem. Šajā gadījumā tas notiek Komptona izkliedeγ - stari uz elektroniem, ko raksturo izkliedes koeficients μ līdz.

Palielinoties γ - kvantu enerģijai līdz vērtībām, kas pārsniedz elektrona 2 dubulto miera enerģiju m o c 2 (1,022 MeV), notiek neparasti liela γ staru absorbcija, kas saistīta ar elektronu-pozitronu pāru veidošanos, īpaši smagajās vielās. Šo procesu raksturo absorbcijas koeficients μ lpp.

Pašam γ-starojumam ir salīdzinoši vāja jonizācijas spēja. Vides jonizāciju galvenokārt rada sekundārie elektroni, kas parādās visos trīs procesos. γ - stari - viens no caurredzīgākajiem starojumiem. Piemēram, cietākiem γ-stariem pusabsorbcijas slāņa biezums ir 1,6 cm svinā, 2,4 cm dzelzs, 12 cm alumīnijā un 15 cm zemē.