Cząstka elementarna. Cząstka nominalna Cząstki A b

CZĄSTECZKA B

patrz cząsteczka beta.

Terminy medyczne. 2012

Zobacz także interpretacje, synonimy, znaczenia tego słowa i co to jest CZĘŚĆ B w języku rosyjskim w słownikach, encyklopediach i podręcznikach:

• CZĄSTKA
  lub cząsteczka - patrz Chemia, ...
• CZĄSTKA w słowniku encyklopedycznym:
  1, -s, fa. 1. Mała część, stopień, ilość czegoś. Najmniejsza część talentu. 2. To samo, co elementarny typ godzinowy (spec.). …
• CZĄSTKA w Encyklopedii Brockhausa i Efrona:
  czy cząsteczka? patrz Chemia, ...
• CZĄSTKA w pełnym paradygmacie akcentowanym według Zaliznyaka:
  części "tsy, części" tsy, części "tsy, części" ts, części "tse, części" tsam, części "tsu, części" tsy, części "tsei, części" tsy, części "tsami, części" tse, .. .
• CZĄSTKA w tezaurusie rosyjskiego słownictwa biznesowego:
  Syn: iskra, ziarno, ...
• CZĄSTKA w rosyjskim tezaurusie:
  Syn: iskra, ziarno, ...
• CZĄSTKA w słowniku synonimów języka rosyjskiego:
  Syn: iskra, ziarno, ...
• CZĄSTKA w Nowym słowniku wyjaśniającym i derywacyjnym języka rosyjskiego Efremova:
  1.g. 1) a) Mała część, mały ułamek czegoś cały. b) przeł. Mały stopień, mała ilość; ziarno. 2) Najprostszy, elementarny ...
• CZĄSTKA w Kompletnym słowniku pisowni języka rosyjskiego:
  cząstka, -s, telewizja. …
• CZĄSTKA w Słowniku pisowni:
  cząstka, -s, telewizja. …
• CZĄSTKA w Słowniku języka rosyjskiego Ożegow:
  1 mała część, stopień, ilość czegoś Najmniejsza część talentu. cząstka 2 W gramatyce: słowo funkcyjne zaangażowane w tworzenie form ...
• PARTICLE w słowniku Dahla:
  (skrót) cząstka (część ...
• CZĄSTKA w Słowniku wyjaśniającym języka rosyjskiego Uszakow:
  cząstki, gr. 1. Mały udział, część czegoś. Najmniejsza cząsteczka kurzu. Jestem gotów w tej chwili stracić dzieci, majątek i wszystko, co...
• CZĄSTKA w Słowniku wyjaśniającym Efremovej:
  cząstka 1.g. 1) a) Mała część, mały ułamek czegoś cały. b) przeł. Mały stopień, mała ilość; ziarno. 2) Najprostszy, ...
• CZĄSTKA w Nowym Słowniku Języka Rosyjskiego Efremova:
  I 1. Mała część, mały ułamek czegoś w całości. ott. przeł. Mały stopień, mała ilość; ziarno. 2. Najprostsza, elementarna część ...
• CZĄSTKA w Big Modern Explanatory Dictionary of the Russian Language:
  I 1. Mała część, udział w całości. 2. Mała ilość czegoś; ziarno. Ja dobrze. 1. Najprostsza, elementarna część w ...
• CZĄSTECZKI ELEMENTARNE
  cząstki. Wstęp. E. h. w ścisłym znaczeniu tego terminu są pierwotnymi, dalszymi nierozkładalnymi cząstkami, z których, z założenia, ...
• AKCELERATORY CZĄSTECZEK w Wielkiej Encyklopedii Radzieckiej, TSB:
  cząstki naładowane - urządzenia do otrzymywania naładowanych cząstek (elektronów, protonów, jąder atomowych, jonów) o wysokich energiach. Przyspieszenie odbywa się za pomocą elektrycznego...
• KWANTOWA TEORIA POLA w Wielkiej Encyklopedii Radzieckiej, TSB:
  teoria pola. Kwantowa teoria pola - kwantowa teoria układów o nieskończonej liczbie stopni swobody (pola fizyczne).K. itp., ...
• MECHANIKA KWANTOWA w Wielkiej Encyklopedii Radzieckiej, TSB:
  mechanika mechanika falowa, teoria określająca sposób opisywania i prawa ruchu mikrocząstek (cząstek elementarnych, atomów, molekuł, jąder atomowych) i ich układów...
• PRZECIWCZĄSTKI w Wielkiej Encyklopedii Radzieckiej, TSB:
  grupa cząstek elementarnych, które mają takie same wartości mas i inne cechy fizyczne jak ich „bliźniaki” - cząstki, ale ...
• ROZPAD ALFA w Wielkiej Encyklopedii Radzieckiej, TSB:
  (rozpad a), emisja cząstek alfa przez jądra atomowe w procesie spontanicznego (spontanicznego) rozpadu promieniotwórczego (patrz Radioaktywność). U A. - rzeka. od radioaktywnego („rodzica”) ...
• AUTOFAZOWANIE w Wielkiej Encyklopedii Radzieckiej, TSB:
  zjawisko, które zapewnia przyspieszenie elektronów, protonów, cząstek alfa, zwielokrotnienie naładowanych jonów do wysokich energii (od kilku MeV do setek GeV) w większości...
• ELEKTROMETALURGIA
• FRANZENSBAD w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  (Franzensbad lub Kaiser-Franzensbad) to słynny austriacki kurort w Czechach, 41/2 km od miasta Eger, na wysokości 450 m nad …
• PORCELANA w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  (szturchać.). - F. należy do działu wyrobów ceramicznych (patrz Produkcja ceramiki) z czaszką nieprzepuszczalną dla płynów; z wyrobów kamiennych (gr?s)...
• STOŁY FIZYCZNE w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  Termometry fizyczne to zestaw danych liczbowych charakteryzujących właściwości fizyczne różnych substancji. W takim T. zwykle umieszczane są te dane, które mogą ...
• TABELE PRZELICZANIA MIAR DZIESIĘTNYCH METRYCZNYCH NA ROSYJSKI I ROSYJSKI - NA METRYCZNE w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  W słowniku encyklopedycznym akceptowane jest ogólnie stosowanie miar dziesiętnych, których system ze względu na swoją prostotę zapowiada się wkrótce na międzynarodowy. Jego główna jednostka...
• STRAJKI PRACOWNIKÓW w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  I W ścisłym znaczeniu S. nazywa się wspólnym zakończeniem pracy dla przedsiębiorcy, aby osiągnąć od niego bardziej opłacalne dla pracowników ...
• ALKOHOLMETRIA w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  S. lub alkoholimetria to zestaw metod stosowanych do określania ilości alkoholu (alkohol bezwodny, alkohol etylowy) w różnego rodzaju płynach alkoholowych, ...
• ALKOHOLE, PRODUKCJA I KONSUMPCJA w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  Produkcja S. w Rosji powstała jakiś czas później po jej odkryciu i rozprzestrzenieniu się w Europie Zachodniej, tj. ...
• SIARKA, PIERWIASTEK CHEMICZNY w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Eufrona.
• BURAK CUKROWY w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  (rolnicze) - Wartość S. dla kultury polowej i gospodarki narodowej. - Miejsca uprawy cukru S. w Rosji. - Wielkość upraw...
• WARUNKI SANITARNE W GÓRNICTWIE w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  \[Ten artykuł jest umieszczony tutaj jako dodatek do artykułów Górnicy, policja górska i górnictwo.\]. - Liczba pracowników zaangażowanych w wydobycie od ...
• Rybińsk w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  miasto powiatowe prowincji Jarosław, nad Wołgą, u zbiegu rzeki Czeremcha. Rzeka Szeksna wpada do Wołgi naprzeciw miasta. …
• ROSJA. DZIAŁ GOSPODARCZY: UBEZPIECZENIA w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  1) Ogólny przegląd. Obecnie w R. działają następujące formy organizacji ubezpieczeniowych: 1) agencje rządowe, 2) instytucje zemstvo, 3) ...
• ROSJA. DZIAŁ GOSPODARCZY: TRASY KOMUNIKACJI w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  I I. Pierwsze historyczne informacje sugerujące jakąś organizację robót drogowych w R. pochodzą z XVII wieku. i wskaż...
• PŁODNOŚĆ w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  lub płodność ludności - stosunek liczby urodzeń do liczby mieszkańców w danym czasie na danym terytorium. Z krajów, o których ...
• PRAWDZIWE SZKOŁY w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  Początkowa historia szkół R. na Zachodzie jest ściśle związana z historią realnej edukacji w Niemczech, która jako pierwsza używała nazwy Realschule...
• WYŚCIGI w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  lub rasa ludzkości. - Istnienie fizycznych różnic między ludźmi czy podział ludzkości na odrębne rasy dostrzega mniej więcej każdy...
• KOSZTY MIASTA w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  Zgodnie z rozporządzeniem miejskim z 1892 r. do funduszy osadnictwa miejskiego należą następujące pozycje R.: utrzymanie miejskiej administracji publicznej i produkcja emerytur...
• PSZENICA W ROLNICTWIE I GOSPODARCE w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Eufrona.
• ORGANIZACJA ODDZIAŁ w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  Główne zasady oddziałów O. określa ich cel: być siłą zbrojną państwa. Z zewnątrz związek wojska z państwem wyraża się w supremacji…
• WYNAGRODZENIE GOTÓWKA w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  1) w departamencie wojskowym - podobnie jak O. w departamencie marynarki wojennej mają różne znaczenia, z jednej strony dla oficerów i ...
• KOLEJ MOSKWA-JAROSŁAWSK-ARKHANGESK w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  Początkiem tej znaczącej teraz sieci linii kolejowych była kolej M.-Jarosławska, która istniała jeszcze przed publikacją statutu towarzystwa. dor. linia Moskwa - ...
• KOLEJ MOSKWA-KURSKA, MOSKWA-NIŻNY NOWGORODSKA I MUROMSK w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  rząd; zarządzanie w Moskwie. Składa się z linii: M.-Kursk 503 w., M.-Niżny Nowogród 410 w. i Muromskaja 107 w., razem 1020 w. …
• SYSTEM MARIŃSKI w Encyklopedycznym Słowniku Brockhausa i Euphron:
  I jest najważniejszą z dróg wodnych łączących Wołgę z portem w Petersburgu. Główne części systemu: rzeka Sheksna, Beloozero, rzeka Kovzha (Kaspijski ...

1.2. Nieruchomości β -promieniowanie

Promieniowanie beta ( b -cząstki) to strumień elektronów (pozytonów), z których każdy ma ładunek równy jednemu ładunkowi elementarnemu, 4,8 × 10 - 10 jednostek elektrostatycznych CGSE lub 1,6 10 -19 kulombów. masa spoczynkowa b -cząstka jest równa 1/1840 masy elementarnej atomu wodoru (7000 razy mniej niż masa α -cząstki) lub w jednostkach bezwzględnych 9,1 × 10 -28 g. Ponieważ b cząstki poruszają się z prędkością znacznie większą niż α -cząstki równe » 0,988 (masa Einsteina) prędkości światła, to ich masę należy obliczyć zgodnie z równaniem relatywistycznym:

gdzie następnie - masa spoczynkowa (9,1 10 -28 g);

V - prędkość β -cząstki;

C to prędkość światła.

Dla najszybszych β -cząstki m ≈ 16 miesiąc .

Kiedy emitujesz jeden b -cząstki numer seryjny pierwiastka wzrasta (emisja elektronu) lub maleje (emisja pozytonu) o jeden. Rozpadowi beta zwykle towarzyszy g -promieniowanie. Każdy izotop promieniotwórczy emituje zestaw b -cząstki o bardzo różnych energiach, które jednak nie przekraczają pewnej maksymalnej charakterystyki energetycznej danego izotopu.

Widma energetyczne b -promieniowanie pokazano na ryc. 1,5, 1,6. Oprócz ciągłego widma energetycznego, niektóre pierwiastki promieniotwórcze charakteryzują się obecnością widma liniowego związanego z ekstrakcją elektronów wtórnych przez g-kwanty z orbit elektronowych atomu (zjawisko konwersji wewnętrznej). Dzieje się tak, gdy β - rozpad przechodzi przez pośredni poziom energetyczny, a pobudzenie można usunąć nie tylko emitując γ -kwantowe, ale także przez wybicie elektronu z wewnętrznej powłoki.

Jednak liczba b -cząstki odpowiadające tym liniom są małe.

Ciągłość widma beta tłumaczy się jednoczesną emisją b -cząstki i neutrina.

p = n + β + + η(neutrino)

n = p + β - + η(antyneutrino)

Neutrino przejmuje część energii rozpadu beta.

Średnia energia b -cząstka jest równa 1/3. E maks i waha się między 0,25–0,45 E maks dla różnych substancji. Pomiędzy maksymalną energią E maks b -stała promieniowania i rozpadu ja element Sergent ustalił stosunek (dla mi maks. > 0,5 Mev),

l = k∙E 5 maks. (1.12)

Tak więc dla β - energia promieniowania β - cząsteczki są większe, tym krótszy okres półtrwania. Na przykład:

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

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

1.2.1. Interakcja β - promieniowanie materią

Podczas interakcji β -cząstki z materią, możliwe są następujące przypadki:

a) Jonizacja atomów. Towarzyszy mu charakterystyczne promieniowanie. zdolność jonizacji β - cząsteczki zależą od ich energii. Jonizacja właściwa jest tym większa, im mniej energii β -cząstki. Na przykład z energią β - na 1 cm drogi powstają cząstki 0,04 MeV 200 par jonów; 2 MeV - 25 par; 3 MeV - 4 pary.

b) Wzbudzenie atomów. Jest to typowe dla β -cząstki o dużej energii, gdy czas oddziaływania β -cząstek z elektronem jest niewiele, a prawdopodobieństwo jonizacji jest niewielkie; w tym przypadku β -cząstka wzbudza elektron, energia wzbudzenia jest usuwana przez emitowanie charakterystycznych promieni rentgenowskich, aw scyntylatorach znaczna część energii wzbudzenia objawia się w postaci błysku - scyntylacji (czyli w obszarze widzialnym).

c) Rozpraszanie elastyczne. Występuje, gdy pole elektryczne jądra (elektronu) ugina się β -cząstka, natomiast energia β -cząstki się nie zmieniają, zmienia się tylko kierunek (o mały kąt);

d) Deceleracja elektronów w polu kulombowskim jądra. W tym przypadku promieniowanie elektromagnetyczne powstaje z większą energią, im większe przyspieszenie doświadcza elektron. Ponieważ poszczególne elektrony doświadczają różnych przyspieszeń, widmo bremsstrahlung jest ciągłe. Strata energii dla bremsstrahlung jest określona przez wyrażenie: stosunek strat energii dla bremsstrahlung do strat dla wzbudzenia i jonizacji:

Tak więc straty i bremsstrahlung są znaczące tylko dla wysokich energii elektronów o dużej liczbie atomowej.

Dla większości β -cząstek, maksymalna energia mieści się w zakresie 0,014–1,5 MeV, możemy przyjąć, że dla 1 cm toru β - cząsteczki tworzą 100 - 200 par jonów. α -cząstka na 1 cm ścieżki tworzy 25 - 60 tysięcy par jonów. Dlatego możemy założyć, że właściwa zdolność jonizacji β- promieniowanie jest dwa rzędy wielkości mniejsze niż promieniowanie α. Mniej jonizacji - energia jest tracona wolniej, ponieważ moc jonizacji (i prawdopodobieństwo wzbudzenia) β - cząstki są o 2 rzędy wielkości mniejsze, co oznacza, że ​​spowalniają o 2 rzędy wielkości wolniej, tj. w przybliżeniu w biegu β - cząsteczki są o 2 rzędy wielkości większe niż for α- cząstki. 10 mg / cm2 100 \u003d 1000 mg / cm2 ≈ 1 g / cm2.

promienie alfa(a)- dodatnio naładowane jony helu (He ++), wylatujące z jąder atomowych z prędkością 14 000-20 000 km/h. Energia cząstek wynosi 4-9 MeV. Promieniowanie a obserwuje się z reguły w ciężkich i głównie naturalnych pierwiastkach promieniotwórczych (rad, tor itp.). Zasięg cząstki α w powietrzu wzrasta wraz ze wzrostem energii promieniowania α.

Na przykład, a-cząstki toru(Th232), o energii 3,9 V MeV, przebiegają 2,6 cm w powietrzu, a cząstki radu C o energii 7,68 MeV mają przebieg 6,97 cm. Minimalna grubość absorbera wymagana do całkowitej absorpcji cząstek nazywa się uruchomić te cząstki w danej substancji. Zakresy cząstek a w wodzie i tkance wynoszą 0,02-0,06 mm.

cząstki a całkowicie wchłonięty przez kawałek bibuły lub cienką warstwę aluminium. Jedną z najważniejszych właściwości promieniowania alfa jest jego silne działanie jonizujące. Na drodze ruchu cząsteczka a w gazach tworzy ogromną liczbę jonów. Na przykład w powietrzu pod ciśnieniem 15° i 750 mm jedna cząstka a wytwarza 150 000–250 000 par jonów, w zależności od swojej energii.

Na przykład specyficzna jonizacja w powietrzu cząstki a z radonu, o energii 5,49 MeV, to 2500 par jonów na 1 mm drogi. Gęstość jonizacji na końcu serii cząstek α ​​wzrasta, więc uszkodzenie komórek na końcu serii jest około 2 razy większe niż na początku serii.

Właściwości fizyczne cząstek a określić cechy ich biologicznego wpływu na organizm i metody ochrony przed tego rodzaju promieniowaniem. Zewnętrzne napromieniowanie promieniami a nie jest niebezpieczne, wystarczy oddalić się od źródła o kilka (10-20) centymetrów lub zamontować prosty ekran z papieru, tkaniny, aluminium i innych powszechnych materiałów, aby promieniowanie było całkowicie wchłonięty.

najwspanialszy niebezpieczne promienie reprezentują po uderzeniu i osadzeniu w radioaktywnych elementach emitujących promieniowanie a. W takich przypadkach komórki i tkanki ciała są bezpośrednio napromieniowane promieniami radiowymi.

promienie beta(b)- strumień elektronów wyrzucany z jąder atomowych z prędkością około 100 000-300 000 km/s. Maksymalna energia cząstek p mieści się w zakresie od 0,01 do 10 MeV. Ładunek cząstki b jest równy pod względem znaku i wielkości ładunkowi elektronu. Przemiany promieniotwórcze typu b-decay są szeroko rozpowszechnione wśród naturalnych i sztucznych pierwiastków promieniotwórczych.

promienie mają znacznie większą siłę przenikania niż promienie a-ray. W zależności od energii promieni b ich zasięg w powietrzu waha się od ułamków milimetra do kilku metrów. Tak więc zasięg cząstek b o energii 2-3 MeV w powietrzu wynosi 10-15 m, aw wodzie i tkance jest mierzony w milimetrach. Na przykład, zasięg cząstek b emitowanych przez radioaktywny fosfor (P32) o maksymalnej energii 1,7 MeV w tkance wynosi 8 mm.

b-cząstka z energią, równa 1 MeV, może tworzyć około 30 000 par jonów w drodze w powietrzu. Zdolność jonizacyjna cząstek β jest kilkakrotnie mniejsza niż cząstek α ​​o tej samej energii.

Ekspozycja na promienie b na ciele może objawiać się zarówno napromieniowaniem zewnętrznym, jak i wewnętrznym, w przypadku spożycia substancji czynnych emitujących cząstki b do organizmu. W celu ochrony przed promieniowaniem b podczas naświetlania zewnętrznego konieczne jest zastosowanie ekranów wykonanych z materiałów (szkło, aluminium, ołów itp.). Natężenie promieniowania można zmniejszyć, zwiększając odległość od źródła.

Więc jakie są siły, które utrzymują razem neutrony i protony w jądrze?

Oddziaływanie elektryczne jest związane z cząstką - fotonem. Podobnie Yukawa zasugerował, że siły przyciągania między protonem a neutronem mają specjalny rodzaj pola, a oscylacje tego pola zachowują się jak cząstki. Oznacza to, że możliwe jest, że oprócz neutronów i protonów na świecie są jeszcze inne cząstki. Yukawa był w stanie wydedukować właściwości tych cząstek na podstawie znanych już charakterystyk sił jądrowych. Na przykład przewidział, że powinny mieć masę 200-300 razy większą niż elektron. I och, cud!- właśnie w promieniowaniu kosmicznym odkryto cząsteczkę o takiej masie! Jednak nieco później okazało się, że to wcale nie była ta sama cząstka. Nazywali to mionem lub mionem.

A jednak nieco później, w 1947 lub 1948, odkryto cząstkę, mezon π lub pion, która spełniała wymagania Yukawy. Okazuje się, że aby uzyskać siły jądrowe, do protonu i neutronu należy dodać pion. "Wspaniale! - wykrzykniesz - Za pomocą tej teorii zbudujemy teraz kwantową dynamikę jądrową, a piony będą służyły celom, do których Yukawa je wprowadził; Zobaczmy, czy ta teoria działa, a jeśli tak, wyjaśnimy wszystko”. Próżne nadzieje! Okazało się, że obliczenia w tej teorii są tak skomplikowane, że nikomu jeszcze nie udało się ich wykonać i wyciągnąć z teorii żadnych konsekwencji, nikt nie miał szczęścia porównać jej z eksperymentem. I to już prawie 20 lat!

Coś nie trzyma się teorii; nie wiemy, czy to prawda, czy nie; już jednak wiemy, że czegoś w nim brakuje, że czają się w nim jakieś nieprawidłowości. Podczas gdy my deptaliśmy teorię, próbując obliczyć konsekwencje, w tym czasie eksperymentatorzy odkryli coś. Cóż, ten sam mezon μ, czyli mion. I nadal nie wiemy, do czego to służy. Ponownie, w promieniowaniu kosmicznym znaleziono wiele „dodatkowych” cząstek. Do tej pory jest ich już ponad 30, a związek między nimi wciąż jest trudny do uchwycenia i nie jest jasne, czego natura od nich chce i który z nich zależy od kogo. Przed nami wszystkie te cząstki nie pojawiają się jeszcze jako różne przejawy tej samej esencji, a fakt, że istnieje kilka różnych cząstek, jest tylko odzwierciedleniem obecności niespójnej informacji bez tolerowanej teorii. Po niewątpliwych sukcesach elektrodynamiki kwantowej - jakiś zestaw informacji z fizyki jądrowej, skrawki wiedzy, na wpół doświadczonych, na wpół teoretycznych. Są pytani, powiedzmy, o naturę interakcji protonu z neutronem i patrzą, co z tego wyniknie, nie rozumiejąc, skąd te siły pochodzą. Poza tym, co zostało opisane, nie nastąpił znaczący postęp.

Ale przecież było też wiele pierwiastków chemicznych i nagle udało im się dostrzec związek między nimi, wyrażony przez układ okresowy Mendelejewa. Załóżmy, że potas i sód - substancje o podobnych właściwościach chemicznych - w tabeli wpadły do ​​​​jednej kolumny. Więc próbowaliśmy zbudować tablicę jak układ okresowy dla nowych cząstek. Jeden taki stół został zaproponowany niezależnie przez Gell-Manna w USA i Nishijimę w Japonii. Podstawą ich klasyfikacji jest nowa liczba, podobnie jak ładunek elektryczny. Jest przypisywana każdej cząstce i nazywana jej „dziwnością” S. Liczba ta nie zmienia się (podobnie jak ładunek elektryczny) w reakcjach wytwarzanych przez siły jądrowe.

W tabeli. 2.2 pokazuje nowe cząstki. Na razie nie będziemy o nich mówić szczegółowo. Ale tabela przynajmniej pokazuje, jak mało jeszcze wiemy. Pod symbolem każdej cząstki znajduje się jej masa wyrażona w pewnych jednostkach zwanych megaelektronowoltami lub MeV (1 MeV to 1,782 * 10 -27 G). Nie będziemy wchodzić w przyczyny historyczne, które wymusiły wprowadzenie tej jednostki. W powyższej tabeli cząstki są bardziej masywne. W jednej kolumnie znajdują się cząstki o tym samym ładunku elektrycznym, obojętne - pośrodku, dodatnie - po prawej, ujemne - po lewej.

Cząsteczki podkreślono linią ciągłą, "rezonanse" - pociągnięciami. Niektórych cząstek w ogóle nie ma w tabeli: nie ma fotonu i grawitonu, bardzo ważnych cząstek o zerowej masie i ładunku (nie mieszczą się one w schemacie klasyfikacji barion-mezon-lepton) i nie ma nowych rezonansów (φ , f, Y * itd.). W tabeli podano antycząstki mezonów, a dla antycząstek leptonów i barionów należałoby sporządzić nową tabelę podobną do tej, ale tylko lustrzaną względem kolumny zerowej. Chociaż wszystkie cząstki, z wyjątkiem elektronu, neutrina, fotonu, grawitonu i protonu, są niestabilne, to ich produkty rozpadu są zapisywane tylko dla rezonansów. O dziwności leptonów też nie napisano, gdyż pojęcie to nie ma do nich zastosowania - nie oddziałują one silnie z jądrami.

Cząstki, które są razem z neutronem i protonem, nazywane są barionami. To „lambda” o masie 1115,4 MeV i trzy inne „sigma”, zwane sigma-minus, sigma-zero, sigma-plus, o prawie takich samych masach. Grupy cząstek o prawie tej samej masie (różnica 1-2%) nazywane są multipletami. Wszystkie cząstki w multiplecie mają tę samą dziwność. Pierwszym multipletem jest para (dublet) proton - neutron, następnie singlet (pojedyncza) lambda, następnie triplet (potrójna) sigma, dublet xi i singlet omega-minus. Począwszy od 1961 r. zaczęto odkrywać nowe ciężkie cząstki. Ale czy są to cząstki? Mają one tak krótką żywotność (rozpadają się, gdy tylko się uformują), że nie wiadomo, czy nazwać je nowymi cząstkami, czy uznać je za „rezonansowe” oddziaływanie między ich produktami rozpadu, powiedzmy Λ i π w pewnych ustalonych energia.

Do oddziaływań jądrowych oprócz barionów potrzebne są inne cząstki - mezony. Są to po pierwsze trzy odmiany pionków (plus, zero i minus), tworzące nową trójkę. Znaleziono również nowe cząstki - mezony K (jest to dublet K+ i K 0 ). Każda cząstka ma antycząstkę, chyba że cząstka jest swoją własną antycząstką, powiedzmy π+ i π- są nawzajem antycząstkami, a π 0 jest własną antycząstką. Antycząstki i K- z K + , a K 0 z K 0 `. Ponadto po 1961 roku zaczęliśmy odkrywać nowe mezony, czyli rodzaj mezonów, które rozkładają się niemal natychmiast. Jedna z takich ciekawostek nazywa się omega, ω, jej masa to 783, zamienia się w trzy piony; istnieje inna formacja, z której uzyskuje się parę pionów.

Tak jak niektóre pierwiastki ziem rzadkich wypadły z bardzo udanego układu okresowego pierwiastków, tak też niektóre cząstki wypadają z naszego układu okresowego. Są to cząstki, które nie oddziałują silnie z jądrami, nie mają nic wspólnego z oddziaływaniami jądrowymi, ani też nie oddziałują ze sobą silnie (silne rozumiane jest jako potężny rodzaj oddziaływania, który daje energię atomową). Cząstki te nazywane są leptonami; należą do nich elektron (bardzo lekka cząstka o masie 0,51 MeV) i mion (o masie 206 razy większej niż elektron). O ile możemy sądzić ze wszystkich eksperymentów, elektron i mion różnią się tylko masą. Wszystkie właściwości mionu, wszystkie jego oddziaływania nie różnią się od właściwości elektronu - tylko jedno jest cięższe od drugiego. Dlaczego jest cięższy, co daje, nie wiemy. Oprócz nich występuje też roztocz obojętny – neutrino, o masie zerowej. Co więcej, obecnie wiadomo, że istnieją dwa rodzaje neutrin: jedno związane z elektronami, a drugie z mionami.

Wreszcie są jeszcze dwie cząstki, które również nie oddziałują z jądrami. Jeden, który już znamy, to foton; a jeśli pole grawitacyjne ma również właściwości kwantowo-mechaniczne (chociaż kwantowa teoria grawitacji nie została jeszcze opracowana), to być może istnieje również cząstka grawitonowa o zerowej masie.

Co to jest „masa zero”? Podane przez nas masy są masami cząstek w spoczynku. Jeśli cząsteczka ma masę zero, oznacza to, że nie odważy się odpocząć. Foton nigdy nie stoi w miejscu, jego prędkość zawsze wynosi 300 000 km/s. Nadal będziemy rozumieć teorię względności i starać się zagłębić w znaczenie pojęcia masy.

Mamy więc do czynienia z całą gamą cząstek, które razem wydają się być bardzo podstawową częścią materii. Na szczęście nie wszystkie te cząstki różnią się od siebie oddziaływaniem. Podobno są między nimi tylko cztery rodzaje interakcji. Podajemy je w kolejności malejącej siły: siły jądrowe, oddziaływania elektryczne (oddziaływanie β-rozpadowe i grawitacja. Foton oddziałuje ze wszystkimi naładowanymi cząsteczkami z siłą charakteryzującą się pewną stałą liczbą 1/137. Szczegółowe prawo tego związku jest znane - to jest elektrodynamika kwantowa.Grawitacja oddziałuje z każdą energią, ale niezwykle słabo, znacznie słabiej niż elektryczność.I to prawo jest znane.Dostępne są tzw. proton, elektron i neutrino.Tu prawo jest wyjaśnione A tzw. znane są reguły, takie jak fakt, że liczba barionów nie zmienia się w żadnej reakcji.

Sytuację, w której znajduje się współczesna fizyka, należy uznać za straszną. Podsumowałbym to tymi słowami: poza rdzeniem wydaje się, że wiemy wszystko; w nim obowiązuje mechanika kwantowa, nie stwierdzono tam naruszeń jej zasad.

Sceną, na której działa cała nasza wiedza, jest czasoprzestrzeń relatywistyczna; możliwe, że jest z nim również związana grawitacja. Nie wiemy, jak powstał Wszechświat i nigdy nie przeprowadzaliśmy eksperymentów, aby dokładnie przetestować nasze wyobrażenia o czasoprzestrzeni na małych odległościach, wiemy tylko, że poza tymi odległościami nasze poglądy są nieomylne. Można też dodać, że reguły gry to zasady mechaniki kwantowej; i, o ile wiemy, odnoszą się one do nowych cząstek nie gorzej niż do starych. Poszukiwanie źródła sił jądrowych prowadzi nas do nowych cząstek; ale wszystkie te odkrycia powodują tylko zamieszanie. Nie mamy pełnego zrozumienia ich wzajemnych relacji, chociaż widzieliśmy już między nimi uderzające powiązania. Najwyraźniej stopniowo zbliżamy się do zrozumienia świata cząstek pozaatomowych, ale nie wiadomo, jak daleko zaszliśmy na tej ścieżce.

Naturalny rozpad promieniotwórczy b polega na spontanicznym rozpadzie jąder z emisją cząstek b - elektronów. Zasada przemieszczania dla

naturalny (elektroniczny) rozpad b jest opisany wyrażeniem:

Z X A® Z + 1 rok A+ - 1 e 0 .(264)

Badanie widma energetycznego cząstek b wykazało, że w przeciwieństwie do widma cząstek a, cząstki b mają widmo ciągłe od 0 do E max . Kiedy odkryto rozpad b, konieczne było wyjaśnienie następujących kwestii:

1) dlaczego jądro macierzyste zawsze traci energię E max , podczas gdy energia cząstek b może być mniejsza niż E max ;

2) jak powstaje? -1e0 w rozpadzie b?, ponieważ elektron nie jest częścią jądra;

3) jeśli podczas b-decay leci - 1 e 0, to naruszone jest prawo zachowania momentu pędu: liczba nukleonów ( ALE) nie zmienia się, ale elektron ma spin ½ħ, dlatego po prawej stronie relacji (264) spin różni się od spinu lewej strony relacji o ½ ħ.

Wyjść z trudności w 1931 roku. Pauli zasugerował, że oprócz - 1 e 0 podczas rozpadu b wylatuje kolejna cząstka - neutrino (o o), którego masa jest znacznie mniejsza niż masa elektronu, ładunek wynosi 0, a spin s = ½ ħ. Ta cząsteczka przenosi energię E max - E β i zapewnia realizację praw zachowania energii i pędu. Został odkryty eksperymentalnie w 1956 roku. Trudności w wykryciu oo związane są z jego niską masą i neutralnością. W związku z tym o o może pokonywać ogromne odległości, zanim zostanie wchłonięty przez materię. W powietrzu jeden akt jonizacji pod wpływem neutrin następuje w odległości około 500 km. Zakres o o o energii 1 MeV w ołowiu ~10 18 m o o można znaleźć pośrednio wykorzystując zasadę zachowania pędu w rozpadzie b: suma wektorów pędu - 1 e 0 , o o i odrzut jądra powinien być równy 0. Eksperymenty potwierdziły to oczekiwanie.

Ponieważ liczba nukleonów nie zmienia się podczas rozpadu b, ale ładunek wzrasta o 1, jedynym wyjaśnieniem rozpadu b może być: jedno z Na 1 jądro zamienia się w 1 r 1 z emisją - 1 e 0 i neutrino:

w 1 → 1 р 1 + - 1 e 0+o około (265)

Stwierdzono, że naturalny rozpad beta emituje antyneutrino elektronowe - o o. Pod względem energetycznym reakcja (265) jest korzystna, ponieważ masa spoczynkowa Na 1 więcej masy spoczynkowej 1 r 1. Można było się spodziewać, że za darmo Na 1 radioaktywny. Zjawisko to zostało faktycznie odkryte w 1950 r. w wysokoenergetycznych strumieniach neutronów powstających w reaktorach jądrowych i służy jako potwierdzenie mechanizmu rozpadu b zgodnie ze schematem (262).

Rozważany rozpad b nazywa się elektronicznym. W 1934 roku Frederic i Joliot-Curie odkryli sztuczny rozpad b pozytonu, w którym antycząstka elektronowa, pozyton i neutrino, uciekają z jądra (patrz reakcja (263)). W tym przypadku jeden z protonów jądra zamienia się w neutron:

1 rz 1 → w n 1+ + 1 w 0+ OO (266)

Dla wolnego protonu taki proces jest niemożliwy ze względów energetycznych, ponieważ masa protonu jest mniejsza niż masa neutronu. Jednak w jądrze proton może pożyczać wymaganą energię od innych nukleonów w jądrze. Zatem reakcja (344) może zachodzić zarówno wewnątrz jądra, jak i dla wolnego neutronu, podczas gdy reakcja (345) zachodzi tylko wewnątrz jądra.

Trzecim rodzajem rozpadu b jest wychwytywanie K. W tym przypadku jądro samorzutnie wychwytuje jeden z elektronów powłoki K atomu. W tym przypadku jeden z protonów jądra zamienia się w neutron zgodnie ze schematem:

1 z 1 + - 1 z 0 → z w 1 +(267)

W tego typu rozpadzie b tylko jedna cząsteczka wylatuje z jądra - ooo. Wychwytowi K towarzyszy charakterystyczna emisja promieniowania rentgenowskiego.

Zatem dla wszystkich rodzajów rozpadów b, postępując według schematów (265) - (267), spełnione są wszystkie prawa zachowania: energia, masa, ładunek, pęd, moment pędu.

Przemiany neutronu w proton i elektron oraz protonu w neutron i pozyton nie są spowodowane siłami wewnątrzjądrowymi, ale siłami działającymi wewnątrz samych nukleonów. Związani z tymi mocami interakcje nazywane są słabymi. Oddziaływanie słabe jest znacznie słabsze niż oddziaływanie nie tylko silne, ale także elektromagnetyczne, ale znacznie silniejsze niż oddziaływanie grawitacyjne. Siłę oddziaływania można ocenić na podstawie szybkości procesów, jakie wywołuje przy energiach ~1 GeV, charakterystycznych dla fizyki cząstek elementarnych. Przy takich energiach procesy wywołane oddziaływaniem silnym zachodzą w ~10 -24 s, proces elektromagnetyczny w ~10 -21 s, a czas charakterystyczny dla procesów wywołanych oddziaływaniem słabym jest znacznie dłuższy: ~10 -10 s, tak że w w świecie cząstek elementarnych procesy słabe zachodzą niezwykle wolno.

Kiedy cząstki b przechodzą przez materię, tracą energię. Prędkość b-elektronów pojawiających się podczas rozpadu b może być bardzo duża – porównywalna z prędkością światła. Ich straty energii w materii następują w wyniku jonizacji i bremsstrahlung. Bremsstrahlung jest głównym źródłem strat energii dla szybkich elektronów, podczas gdy dla protonów i cięższych jąder naładowanych straty bremsstrahlung są nieznaczne. Na niskie energie elektronów głównym źródłem strat energii są straty jonizacyjne. Jest trochę krytyczna energia elektronów, przy którym straty hamowania zrównują się ze stratami jonizacji. Dla wody jest to około 100 MeV, dla ołowiu około 10 MeV, dla powietrza to kilkadziesiąt MeV. Absorpcja strumienia cząstek b o tych samych prędkościach w jednorodnej substancji podlega prawu wykładniczemu N \u003d N 0 e - m x, gdzie N0 oraz N to liczba cząstek b na wlocie i wylocie warstwy substancji o grubości X, m- współczynnik absorpcji. b _ promieniowanie jest silnie rozproszone w materii, dlatego m zależy nie tylko od substancji, ale także od wielkości i kształtu ciał, na które pada promieniowanie b_. Zdolność jonizacyjna promieni b jest niska, około 100 razy mniejsza niż w przypadku cząstek a. Dlatego siła penetracji cząstek b jest znacznie większa niż cząstek a. W powietrzu zasięg cząstek b może sięgać 200 m, przy ołowiu do 3 mm. Ponieważ cząstki b mają bardzo małą masę i ładunek jednostkowy, ich trajektoria ruchu w ośrodku jest linią przerywaną.

12.4.6 promienie γ

Jak zauważono w paragrafie 12.4.1, promienie γ są twardym promieniowaniem elektromagnetycznym o wyraźnych właściwościach korpuskularnych. Koncepcje rozpad γ nie istnieje. Promienie γ towarzyszą rozpadowi a i b, gdy jądro potomne znajduje się w stanie wzbudzonym. Dla każdego rodzaju jąder atomowych istnieje dyskretny zestaw częstotliwości promieniowania g określonych przez sumę poziomów energii w jądrze atomowym. Zatem cząstki a i g mają dyskretne widma emisyjne, a

cząstki β - widma ciągłe. Obecność widma liniowego promieni γ i a ma fundamentalne znaczenie i jest dowodem na to, że jądra atomowe mogą znajdować się w pewnych stanach dyskretnych.

Absorpcja promieni γ - przez materię zachodzi zgodnie z prawem:

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

gdzie Ja i ja 0 - natężenia promieniowania γ - przed i po przejściu przez warstwę materii o grubości X; μ jest liniowym współczynnikiem absorpcji. Absorpcja promieni γ przez materię zachodzi głównie w wyniku trzech procesów: efektu fotoelektrycznego, efektu Comptona oraz powstawania elektronu-pozytonu ( e+e-) parowy. Dlatego μ można przedstawić jako sumę:

μ \u003d μ f + μ k + μ p.(269)

Gdy kwant γ zostaje wchłonięty przez powłokę elektronową atomów, następuje efekt fotoelektryczny, w wyniku którego elektrony wyrywają się z wewnętrznych warstw powłoki elektronowej. Ten proces nazywa się absorpcja fotoelektryczna promienie γ. Z obliczeń wynika, że ​​jest ona istotna przy energiach γ - kwanty ≤ 0,5 MeV. Współczynnik absorpcji μ f zależy od liczby atomowej Z substancje i długości fal promieniowania γ. Ponieważ energia kwantów γ - wzrasta w porównaniu z energią wiązania elektronów w atomach, w cząsteczkach lub w sieci krystalicznej substancji, oddziaływanie fotonów γ - z elektronami coraz bardziej zbliża się w przyrodzie do oddziaływania z elektronami swobodnymi. W takim przypadku tak się dzieje Rozpraszanie Comptonaγ - promienie na elektronach, charakteryzujące się współczynnikiem rozpraszania μ do.

Wraz ze wzrostem energii γ - kwanty do wartości przekraczających podwójną energię spoczynkową elektronu 2 miesiąc 2 (1,022 MeV) występuje nienormalnie duża absorpcja promieni γ, związana z tworzeniem się par elektron-pozyton, zwłaszcza w ciężkich substancjach. Proces ten charakteryzuje się współczynnikiem absorpcji μp.

Samo promieniowanie γ ma stosunkowo słabą zdolność jonizacji. Do jonizacji ośrodka odpowiedzialne są głównie elektrony wtórne, które pojawiają się we wszystkich trzech procesach. γ - promienie - jedno z najbardziej przenikliwych promieniowania. Na przykład dla twardszych promieni γ grubość warstwy połowicznej absorpcji wynosi 1,6 cm w ołowiu, 2,4 cm w żelazie, 12 cm w aluminium i 15 cm w ziemi.