ELEMENTE DE FIZICA NUCLEARA.ppt

8/9/2019 ELEMENTE DE FIZICA NUCLEARA.ppt

1/27

ELEMENTE DE FIZICELEMENTE DE FIZICNUCLEARNUCLEAR

Elaborat: Fiz. Liviu


2/27

ATOMULATOMULUn ato e!te "or at #in: $ un nucleu %&rotoni 'n()r(a*i &ozitiv +i neutroni , (are

au !ar(in) ele(tri() nul)-

$ un nveli electronic %ele(troni -n "un(*ie #e &ozi*ia 'n !i!te ul &erio#i( al ele entelor,

nu(leul (on*ine un nu )r #i"erit #e &rotoni +i neutroni .n ele entele (u un nu )r ato i( !()zut, nu )rul

neutronilor e!te e/al (u nu )rul &rotonilor0 'n ele entele(unu ere ato i(e ai ari nu )rul neutronilor #e&)+e+te!e ni1(ativ nu )rul &rotonilor.


3/27

Ato ulAto ul ntr$un ato neutru #in &un(t #e ve#ere ele(tri(,nu )rul &rotonilor %'n()r(a*i &ozitiv- #in nu(leu trebuie !)1e e/al (u nu )rul #e ele(troni %'n()r(a*i ne/ativ- (are !e

i+() &e #i"erite orbite 'n 2urul nu(leului ato i(.

n anu ite (on#i*ii ele(tronii &ot 1 ri#i(a*i &e o orbit)!u&erioar) !au (3iar &ot 1 !e&ara*i (u totul #e ato ,(auz4n# o #ere/lare a balan*ei #intre &rotoni +i ele(troni.

Ato ii (are nu !unt neutrii #in &un(t #e ve#ere ele(tri(!unt nu i*i ioni.


4/27

Ato ulAto ul


5/27

Un ato e!te (ara(terizat #e un nu )r #e or#ine !aunumrul atomic Z (are !&e(i1() nu )rul #e &rotoni #innu(leu +i nu )rul #e ele(troni #in 'nveli+ .

Nu )rul ato i( e!te 'n o# #ire(t a!o(iat (u ele entulre!&e(tiv +i in#i() &ozi*ia ele entelor 'n !i!te ul &erio#i(.

5rotonii +i neutronii N !unt nu i*i nucleoni , (are #eter in)numrul de mas A al ato ului. Nu )rul #e a!a A e!tea!t"el !u a &rotonilor +i a neutronilor , !au Z6N.

n nota*ia 1zi(), !i bolul (3i i( &entru ele entul re!&e(tive!te !(ri! (entral, nu )rul ato i( Z 'n &artea !t4n/) 2o! +inu )rul #e a!) A 'n &artea !t4n/) !u!.

Ato ulAto ul


6/27

ntru(4t nu )rul ato i( e!te #e2a !&e(i1(at #e ()tre!i bolul ele entului, uneori e!te eli inat +i nota*ia !e&oate "a(e a!t"el: Co$78 !au Co$9 .

A(ela+i ele ent (u a(ela+i nu )r #e &rotoni &oate avea unnu )r #e neutroni #i"erit 0 a(e!te ele ente !unt nu iteizotopi . Izoto&ii unui anu it ele ent au a(elea+i&ro&riet)*i (3i i(e #ar &ro&riet)*i 1zi(e #i"erite.

Ato ulAto ul


7/27

Mul*i izoto&i !unt in!tabili, #e e;e &lu tran!"or areanu(lear) are lo( !&ontan, ")r) vreun i &a(t e;tern.

5e &ar(ur!ul a(e!tui &ro(e!, ener/ia e!te eliberat) +i e i!)(a ra#ia*ie ionizant) #e #i"erite ti&uri +i &ro&riet)*i.

A(ea!ta ra#ia*ie 1e i &li() e i!ii #e &arti(ule (are (on*in&rotoni, neutroni !au ele(troni, 1e ra#ia*ii #e un#eele(tro a/neti(e !ub "or a "otonilor.

Ato ulAto ul


8/27

Ti&uri #e ra#ia


9/27

Ti&uri #e ra#ia


10/27

Ti&uri +i (ara(teri!ti(i alera#ia*iilor ionizante

Radiaiile AlfaI &li() e i!ii #e &arti(ule, #e e;e &lu "ra/ entele

'n()r(ate ele(tri( ale unui ato . E!te un nu(leu #e 3eliu,(are (on!t) #in #oi &rotoni +i #oi neutroni.

A(e!te &arti(ule !unt relativ ari, a!t"el 'n(4t &robabilitatea#e intera(tiune (u al*i ato i e!te are. Ra#ia*iile al"a aua!t"el #oar o raz) #e a(*iune !(urt) %a&ro;. 7$9 ( 'n aer-.5uterea #e &enetrarea a a(e!tui ti& #e ra#ia*ie e!te at4t #e

!()zut) 'n(4t &oate 1 (o &let ab!orbit) #e o bu(at) #e34rtie (u o /ro!i e #e .> .


11/27

Ra#ia*ii Al"a

Ra#ia*iile al"a !unt #eo!ebit #e &eri(uloa!e #a()a2un/ 'n (or&ul u an &rin re!&ira*ie, 4n(are !aur)ni #e!(3i!e. 5ot veni 'n (onta(t #ire(t (u *e!uturi!en!ibile #in (or&ul u an, /ener4n# o #en!itate #eener/ie ri#i(at) 'n ti &ul tran!"erului #e ener/ie0a!t"el &ot (auza v)t) )ri "oarte /rave. In/erareaele entelor (are e it ra#ia*ii al"a trebuie evitat) (uori(e &re*.


12/27

Ra#ia*ii beta

?unt ele(tronii elibera*i 'n ti &ul tran!"or )riinu(leare.

Ele(tronii au o a!) relativ !()zut) +i a!t"el au o&utere #e&enetrare ai ri#i(at) #e(4t ra#ia*iile al"a . 5uterea

#e

&enetrarea #e&in#e #e ener/ie +i e!te inver!&ro&or*ional)(u #en!itatea !ub!tan*ei.


13/27

Ra#ia*ii betaNivelul a;i al &ar(ur!ului 'n aer &oate a2un/e la >

0 'n 34rtie e!te #e > +i 'n alu iniu #e a&ro;i ativ @

.

Alu iniu !au "oaia #e a(rili( !unt uzual "olo!ite &entrue(ranarea ra#ia*iilor beta.

E"e(tul #)unator al ra#ia*iilor beta a!u&ra *e!uturiloru ane&oate 1 (auzat #e ra#iatiile e;terne #ar !i #e ra#iatiile

interne &ro#u!e &rin in/erare.


14/27

Ra#ia*ii beta

I &ortantO ra#ia*ie !e(un#ar) va 1 /enerat) #a() ra#ia


15/27

Ra#ia*ii /a a

Con!tau #in "otoni (u ener/ie ri#i(at), #e e;e &luun#ele ele(tro a/neti(e #e "re(ven*) "oarte 'nalt).Ca +i un#ele ra#io, i(roun#e !au lu ina, ra#ia*iile/a a !unt e i!e 'n (uant) +i au a(eea+i vitez)#e &ro&a/are (a +i lu ina.

?&re #eo!ebire #e ra#ia*iile al"a +i beta, la ra#ia*iile

/a a nu &oate 1 #at) o valoare a;i ) a&ar(ur!ului 'n aer. ntru(4t "otonii nu !unt 'n()r(a*iele(tri( +i nu au a!) , &robabilitatea #eintera(*iune (u alte ateriale e!te re#u!)0 #in a(e!t

otiv, au o &utere #e &enetrarea ri#i(at).


16/27

Cu (4t e!te ai are a!a ato ului, (u at4t airi#i(at)

va 1 intera(*iunea (u alte ateriale, a!t"el 'n(4t!ub!tan*ele

(u o /reutate !&e(i1() are !unt re(o an#ate&entru

e(ranare.

Ra#ia*ii /a a


17/27

Intera(tiunea e!te &ro#u!) #e trei e"e(te:efectul fotoelectric re&rezint) e i!ia #e ele(troni!ub a(*iunea ra#ia*iei ele(tro a/neti(e.A&are 'n o# &arti(ular la ener/ii 2oa!e %!ub .> Me=-.Un ato ab!oarbe "otonul tran!"er4n# toat) ener/ia lui()tre un ele(tron orbital, (are la r4n#ul lui &ier#eener/ia !a (ineti() &rin e;(ita*ie +i ionizare.efectul Compton $ re&rezint) !()#erea ener/iei , +i(re+terea lun/i ii #e un#) , a unui "oton #e ra#ia*ii

!au /a a , la 'ntera(*iunea a(e!tuia (u ateria A&are 'n o# &arti(ular 'n !&e(trul #e ener/ie e#ie +i ' &r)+tie "otonul la 'nveli+ul ele(troni( e;terior,rezult4n# o &ier#ere #e ener/ie. 5ro(e!ul e!te re&etat#e ai ulte ori, &4n) (4n# 'n raza #e a(*iune aener/iei 2oa!e e!te tran!"erat) ener/ia #e ()tre e"e(tul

"otoele(tri(.crearea de perechi a&are 'n raza #e a(*iune a ener/ieiai ari #e > Me= +i ani3ileaz) "otonul #in (a &ul

ele(tri( al nu(leului ato i(. Ener/ia !a e!te tran!"erataateriaului ab!orbant.
http://ro.wikipedia.org/wiki/Energiehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Lungime_de_und%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Fotonhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Radia%C5%A3ie_Xhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Radia%C5%A3ie_gammahttp://ro.wikipedia.org/wiki/Radia%C5%A3ie_gammahttp://ro.wikipedia.org/wiki/Radia%C5%A3ie_Xhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Fotonhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Lungime_de_und%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie


18/27

Ra#ia*ia /a a e!te ab!orbit) !au ' &ra+tiat) +i &oate1

#at un (oe1(ient #e atenuare (on!oli#at (are,

&re!u&un4n#un !trat #e ab!orb*ie %#-, re&rezint) le/ea /eneral) aatenu)rii, #u&) (u ur eaz): Con(e&tele #in !&atele a(e!tei legi de atenuare re&rezint) baza tuturor (al(ulelor ab!orb*iei #e ra#ia*ii/a a. Din (auza &uterii lor ri#i(ate #e &enetrare, ra#ia*iile/a a au un e"e(t #)un)tor a!u&ra (elulelor (or&ului viu.A(e!ta &oate 1 (auzat #e ra#ia*ii e;terne !i #e ra#ia*ii

interne &rovo(ate #e in/erarea unor !ub!tan*e ra#ioa(tive


19/27

Ra#ia*ii #e neutroniRa#ia*ii #e neutroni

A(e!te !ur!e /enereaz) neutroni ra&izi &rinbo bar#area

unui nu(leu *int) %beriliu- (u ra#ia*ii al"a %A $ @>-.

Ener/ia ini*ial) &oate 1 #e &4n) la > Me=.ntru(4t a(e!te &arti(ule !unt neutre #in &un(t #e

ve#ereele(tri(, intera(*iunea (u alte ateriale e!te !()zut),

#e(ira#ia*ia e!te ai &eri(uloa!) +i ult ai #i1(il #e

e(ranat.


20/27

Intera(*iunea (u aterialele #e&in#e 'n &rin(i&al #eener/ie %(ore!&unz)toare vitezei- +i e!te bazat) &e

' &r)+tierea (auzat) #e nu(leul ato i( +i #e (a&tura&rovo(at) #e ab!orb*ie. 5re#o in) &ro(e!e #e ' &ra+tierea neutronilor ra&izi (are #ezvolt) (on"or le/ilor (oliziunilorela!ti(e. 5ro(e!ele #e ionizare nu a&ar i e#iat, #ar au lo(&rin e;(itare +i &ro(e!e #e !(3i b. Neutronii (are !u"er) (oliziuni (u nu(lei #e 3i#ro/en u+or&ier# 7 #in ener/ia lor, a!t"el 'n(4t #u&) o &erioa#)"oarte !(urt) #e ti & %a&ro;i ativ > (oliziuni- e!te

'n(etinit) la o valoare i(), a!e )n4n#u$!e (u i+(areabroGnian) a ole(ulelorH. Materialele cu un coninut ridicat de hidrogen !untutile &entru e(ranare %e;: a&a, &ara1na !au &la!ti(ul-&re(u +i !ub!tan*ele (u o &utere #e (a&tare ri#i(at), (uar 1 litiul !au boronul.


21/27

A(tivitatea?ur!ele ra#ioa(tive !unt izoto&i in!tabili ai ele entelor(are !e #ezinte/reaz) !&ontan (a rezultat al rea(*iilor

nu(leare, e i*4n# &arti(ule !au un#e ele(tro a/neti(e.A(e!t ti& #e ra#ioa(tivitate e!te in#e&en#ent #e !tarea

1zi() +i nu &oate 1 a"e(tat) #e in uen*e e;terne, (u ar 1

&re!iunea !au te &eratura. Nu )rul N al #ezinte/rarilor !au al "re(ven*ei &e unitatea#e ti & %#NJ#t- e!te a(tivitatea K a !ur!ei ra#ioa(tive (aree!te 'n ori(e o ent &ro&or*ional) (u nu arul N alato ilor in!tabili #i!&onibili.

Constanta de dezintegrare e!te o )!ur) &entru&robabilitatea #ezinte/r)rii, e!te o (antitate !&e(i1()&entru 1e(are nu(li#.


22/27

A(tivitatea Unitatea #e )!ur) 'n ?I &entru a(tivitate e!te Be uerel

%B -.Nu ele #e Be uerel vine #e la 1zi(ianul "ran(ez (are a#e!(o&erit ra#ioa(tivitatea natural) 'n inerale.

> Be uerel > #ezinte/rareJ!e(un#)

Multi&lii #e(i ali ai unit)


23/27

A(tivitatea n tre(ut, unitatea #e )!ur) "olo!it) a "o!t Curien tre(ut, unitatea #e )!ur) "olo!it) a "o!t Curie

%Ci-0%Ci-0nu ele vine #e lanu ele vine #e la (er(et)toarea Marie Curie(er(et)toarea Marie Curie (are a(are a

#e!(o&erit#e!(o&eritra#iu ul.ra#iu ul.

O a(tivitate #e > Ci (ore!&un#e ra#ia*iei e i!e #e >O a(tivitate #e > Ci (ore!&un#e ra#ia*iei e i!e #e >/ #e/ #e

ra#iu .ra#iu .


24/27

?(3e a #e #ezinte/rare O a+a$nu it) !(3e ) a #ezinte/r)rii e;i!t)

&entru1e(are !ur!), #u&) (u !e arat) 'n e;e &lul #e ai

2o!&entru Co$9 +i C!$> :


25/27

Ti &ul #e 'n2u )t)*ire Datorit) #ezinte/r)rii ra#ioa(tive, a(tivitatea unei !ur!e

#e!(re+te 'n (on"or itate (u le/i 1zi(e &re(i!e. Ti &ul 'n (are 2u )tate #in ato ii in!tabili #i!&onibilini*ial

N !e #ezinte/reaz) e!te o valoare (ara(teri!ti() &entru1e(are nu(li#.

Nu )rul real al ato ilor N la ti &ul t e!te (al(ulat #in

(on!tanta #e #ezinte/rare +i #in le/ea #ezinte/r)riira#ioa(tive.


26/27

Ti &ul #e 'n2u )t).> !i >. Me=

C!$> ani 99> Pe=A $ @> @ ani 9 Qe=


27/27

Ti &ul #e 'n2u )t)

Documents

ELEMENTE DE FIZICA NUCLEARA.ppt