Курсова робота на тему:
Взаємодія бета-частинок з речовиною
Для того щоб вміти реєструвати ядерне випромінювання і для того щоб вміти від нього захищатися (якщо це потрібно), необхідно знати, за рахунок яких процесів втрачає свою енергію частинка, проходячи через речовину; яка проникає здатність частинок; як залежать ймовірності різних процесів взаємодії від параметрів частинки (Заряду, маси, енергії) і від властивостей речовини (заряду ядер, щільності, іонізаційного потенціалу).
Перелічимо основні процеси взаємодії заряджених частинок і Y-квантів з речовиною (питання про взаємодію нейтронів буде розглянуто окремо у розділі, присвяченому фізиці нейтронів).
Взаємодія заряджених частинок з середовищем.
1. Основною причиною втрат енергії зарядженої часткою при проходженні через речовину є зіткнення її з атомами цієї речовини. З огляду на те, що маса ядра завжди велика в порівнянні з масою електронів атома, можна досить чітко провести різницю між В«електронними зіткненнямиВ», при яких енергія падаючої частинки передається одному з електронів атома, в результаті чого відбувається збудження або іонізація атома (непружне зіткнення), і В«ядерними ЗіткненнямиВ», при яких імпульс і кінетична енергія частинки частково переходять в поступальний рух атома як цілого (пружне зіткнення). Повторюючись, ці ядерні зіткнення призводять до багаторазового розсіювання частинок в речовині. p> 2. Істотну роль у втратах енергії легенів заряджених частинок (електронів) грає також радіаційне гальмування. Сутність цього процесу полягає в тому, що при розсіянні зарядженої частинки кулонівським полем ядра або електрона ця частинка отримує прискорення, що відповідно до законів електродинаміки завжди призводить до електромагнітного випромінювання. Виникає безперервний спектр-променів - гальмівне випромінювання. p> 3. У разі тяжкої частки (протон, - частка і ін), коли її енергія досить велика для подолання кулонівського бар'єру ядра, може відбутися також процес потенційного розсіювання на ядрах або ж ядерна реакція, що супроводжується вильотом з ядра різних частинок, випусканням - квантів, розподілом ядра та ін
4. При русі зарядженої частки в середовищі зі швидкістю, що перевищує фазову швидкість світла в цьому середовищі, де п - показник заломлення середовища, виникає специфічне світіння, назване випромінюванням Вавілова-Черенкова.
Взаємодія-випромінювання з середовищем.
-промені, проходячи через речовина, втрачають свою енергію головним чином за рахунок наступних явищ.
1. Комптон-ефект, чи розсіювання - квантів на електронах, при якому фотони передають частину своєї енергії електронам атома.
2. Фотоефект, або поглинання - кванта атомом, коли вся енергія фотона передається електронів, що вилітають в результаті цього з атома.
3. Освіта електрон-позитронного пар - процес, який може відбуватися в полі ядра або інший частинки при енергіях-квантів
4. Ядерні реакції, що виникають зазвичай при енергіях-квантів, перевищують 10 МеВ.
У багатьох фізичних експериментах застосовуються пучки електронів, причому енергія електронів може бути самою різною - від часток електронвольт до мільйонів електронвольт. У ядерній фізиці використовуються як пучки електронів, отримані на прискорювачі, так і пучки електронів, що виникають при бета-розпаді радіоактивних ядер - "бета-частинки". В обох випадках можуть бути отримані відомості про властивості атомних ядер і будову речовини. Володіння енергії бета-випромінювання необхідно для багатьох наукових і практичних цілей.
На відміну від альфа-частинок бета-частинки, що випускаються яких-небудь радіоактивною речовиною, мають безперервний, енергетичний спектр, в якому представлені бета-частинки, що мають всі значення кінетичної енергії від нуля до деякого максимального значення.
Бета-розпадом називається мимовільне перетворення атомного ядра, при якому його заряд ( Z ) змінюється на одиницю, а масове число (А) залишається незмінним.
Розрізняють три види бета-розпаду:
1. -Розпад, при якому з ядра випускається електрон і антинейтрино:
(1)
При - розпаді, тобто число протонів у ядрі збільшується на одиницю, а число нейтронів зменшується на одиницю.
2. -Розпад, при якому з ядра випускається позитрон і нейтрино:
. (2)
-розпад може відбуватися тільки у випадку, якщо маса вихідного атома перевищує масу кінцевого атома на величину. При-розпаді. p> 3. Електронний захоплення, за якому один з електронів атомної оболонки (наприклад, електрон К -оболонки) захоплюється ядром і при цьому випускається нейтрино:
(3)
Якщо енергія розпаду більше енергії зв'язку К -електронів (найбли...
