Главная arrow Ядерная энергия arrow Происхождении бета-частиц
11.12.2017 г.
Главная
Электромагнетизм
Ядерная энергия
Электроприборы
ДВС
Лазеры / Лучи
Все новости
Карта сайта
Поиск
Контакты
Антиматерия
Космические лучи
Изотопы
Альфа,бета-частицы
Открытие нейтрона
Жидкий магнит
Лазер мазер?
Магнит как лекарство
Реактивные двигатели
В честь великих
Переменный ток
Цветная фотография
Элемент 93
U бомба
Фотоаппарат
Микроорганизмы

Скорость урагана — 40 м в секунду — 144 км в час. Земной же шар на широте, например, Санкт-Петербурга проносил бы нас через воздух со скоростью 230 м в секунду — 828 км в час!

 
Происхождении бета-частиц Печать

Источником появления таинственных бета-частиц служит процесс обратный превращению протона в нейтрон, а именно: превращение нейтрона в протон. Из логических соображений такой процесс по аналогии сопряжен с испусканием электрона (той самой бета-частицы). Ведь утрата отрицательного заряда эквивалентна приобретению положительного. Но где в абсолютно незаряженном нейтроне можно отыскать отрицательный заряд и выпустить его на свободу?

На самом деле, если бы все ограничивалось только испусканием отрицательно заряженной частицы, это было бы просто невозможно. Многовековой опыт приучил физиков к мысли, что ни отрицательный, ни положительный заряд не могут возникнуть из ничего. Точно так же, как ни один из этих зарядов не может исчезнуть безо всякого следа. Таков закон сохранения электрического заряда.

В действительности нейтрон не просто выпускает на свободу бета-частицу; одновременно он образует и протон, который полностью уравновешивает отрицательный заряд последней и поддерживает суммарную нейтральность. Таким образом, в сумме никакого дополнительного заряда не образуется. Аналогично, когда электрон встречается с позитроном и аннигилирует, суммарное изменение заряда также равно нулю.

Когда протон излучает позитрон, превращаясь в нейтрон, исходная частица (протон) имеет единичный положительный заряд, а две итоговые частицы (нейтрон и позитрон) в сумме также имеют заряд +1.

Ядро способно также поглотить электрон, тогда протон внутри ядра превращается в нейтрон. Электрон с протоном (их суммарный заряд равен нулю) образуют не имеющий заряда нейтрон. Обычно ядро захватывает электрон с ближайшей к нему К-оболочки, поэтому такой процесс носит название К-захват. Тут же вакантное место занимает электрон с более удаленной L-оболоч-ки, что сопровождается выделением энергии в виде рентгеновского излучения. Первым этот эффект описал в 1938 году американский физик Л. Альварес. Как правило, химические превращения, которые связаны с перемещением электронов, на ядерные реакции не влияют. Но поскольку в К-захвате участвуют не только ядра, но и электроны, этот процесс в некоторой степени связан с химическими изменениями.

Все описанные превращения частиц должны полностью подчиняться не только закону сохранения электрического заряда, но и другим законам сохранения. Периодически встречающиеся сообщения о якобы найденных отклонениях от этих законов вызывают у физиков вполне обоснованные сомнения. Как правило, речь в таких случаях идет о недостаточной точности экспериментов или ошибке в расчетах. В целом такие нарушения законов сохранения изначально "запрещены" и не должны иметь места. Тем не менее время от времени физики с удивлением обнаруживают себя в ситуации, когда, казалось бы, универсальная незыблемость законов сохранения оказывается под вопросом. Ниже мы рассмотрим некоторые случаи.

Как только супруги Жолио-Кюри сообщили о синтезе первого радиоактивного изотопа, физики энергично принялись пополнять эту научную коллекцию. Сейчас известны наборы радиоактивных изотопов для любого элемента периодической таблицы. Каждая ячейка в современной периодической таблице, по сути, заполнена целым семейством стабильных и нестабильных изотопов, одни из которых встречаются в природе, а другие - только в лаборатории.

Скажем, у простейшего водорода есть три изотопа. Первый из них это обычный водород с единственным протоном. В 1932 году химик Г. Ури сумел выделить еще один изотоп путем медленного выпаривания огромного количества воды. В результате спектроскопического анализа последних капель оставшейся на дне воды он обнаружил новую слабую линию в спектре, точно соответствовавшую теоретически предсказанному тяжелому водороду.

Ядро тяжелого водорода состоит из одного протона и одного нейтрона, а массовое число соответственно равно двум, то есть выделенный изотоп водород-2. Автор открытия назвал его дейтерием (от греческого слова "второй"), а само ядро получило имя дейтрон. Вода, содержащая дейтерий, называется "тяжелой водой". Поскольку масса дейтерия в два раз превышает массу обычного водорода, тяжелая вода кипит и замерзает при более высокой температуре, чем обычная вода. Если обычная вода кипит при 100 "С, а замерзает при 0 °С, то для тяжелой воды те же параметры составляют 101,4 "С и 3,79 °С соответственно. Чистый дейтерий кипит при 23,7 °К, что выше 20,4 °К для обычного водорода. В природе дейтерий встречается в соотношении У6000 к стандартному водороду. За открытие дейтерия Ури получил Нобелевскую премию по химии за 1934 год.

 
« Пред.   След. »
Rambler's Top100