Zpět na seznam článků     Číst komentáře (6)     Verze pro tisk

Něco o jaderné fyzice I. část

Autor: EsdüxXor   
19.1.2014

Je obecně známo, že atomové jádro se skládá z nukleonů (protony a neutrony) a, že zaujímá velmi vysokou hmotnost atomu. Mezi částicemi v jádře působí velmi silné jaderné interakce, mnohem silnější než magnetické síly nebo gravitace, ale působí pouze na malé vzdálenosti. Proto se nukleony udrží v jádře a to se nerozpadne.


Nová stránka 1

  Při fyzikálním zkoumání přírody se veškerý materiální svět rozděluje na dvě základní formy hmoty:

 

Látku

tvořenou hmotnými částicemi (částicemi s nenulovou klidovou hmotností - viz níže) - elementární částice, atomy, molekuly a z nich vytvořené složitější soubory a struktury.

Pole

zprostředkovávající vzájemné silové působení (interakce) mezi částicemi látky - pole elektromagnetické, gravitační, silných a slabých interakcí (podrobněji rozebírané níže).

Moderní fyzika ukazuje, že toto rozdělení je do určité míry konvenční - obě formy se vzájemně proměňují; částice látky mohou být interpretovány jako kvantové stavy specifických polí (unitární teorie pole a částic) a fyzikální pole lze popisovat pomocí kvant – částic.

 

Diskrétní částicový a kontinuální polní model hmoty

Stavbu a chování hmoty ve fyzice modelujeme výše zmíněnými dvěma odlišnými způsoby (formami matérie):

Model diskrétních částic, podle něhož se všechna tělesa a hmotná prostředí skládají z velkého množství drobných prostorově lokalizovaných objektů - částic. Částice mají určitou nenulovou hmotnost či energii, mají určitou polohu v prostoru a čase, určitou rychlost, hybnost a kinetickou energii. Pohyb částic se řídí univerzálními zákony mechaniky (idealizovaného "hmotného bodu") - klasické mechaniky (Newtonovy pohybové zákony) či relativistické kinematiky a dynamiky, popř. kvantové mechaniky.

Model spojitého pole, popisující strukturu a chování hmoty veličinami spojitě rozprostřenými v prostoru. V moderní fyzice se tento polní popis používá pro silová působení - interakce - mezi částicemi látky. Je dokonale propracován zvláště pro elektromagnetické jevy mezi nabitými tělesy a částicemi - Faradayova-Maxwellova elektrodynamika.

  Polní popis se však dá použít (a zvláště dříve se často používal) i ve fyzice kontinua pro studium kapalin, plynů a částečně i pevných látek. Pohyb kapalin a plynů je vnitřně způsoben pohyby jejich atomů a molekul - dokonale ověřená kinetická teorie. Pro makroskopický popis chování plynů a kapalin se však nevyšetřuje pohyb jednotlivých atomů či molekul, ale kolektivní pohyby souboru částic. Používají se "zprůměrované" veličiny, které jsou spojitě rozloženy v celém objemu plynu či kapaliny. Individuální údaje o poloze jednotlivých atomů jsou nahrazeny průměrným prostorovým rozložením jejich počtu - rozložením hustoty. Rychlost neuspořádaného pohybu jednotlivých atomů je při makroskopickém popisu nahrazena teplotou, uspořádaného pohybu pak průtokem (přenosem hybnosti) v různých místech látkového prostředí. Srážky a silové působení mezi atomy či molekulami uvnitř plynů a kapalin je vyjádřeno rozložením tlaku. Pro vzájemné závislosti mezi těmito veličinami platí důležité stavové rovnice. Vztah mezi mechanickými charakteristikami částic (atomů a molekul) a polními stavovými veličinami se ve fyzice kontinua odvozuje metodami statistické fyziky. Veškeré vlastnosti látkových prostředí a děje v nich pozorované jsou integrálním projevem řady chaotických či koordinovaných jednodušších pohybů stavebních částic příslušné látky.

 

 

 

 

Radioaktivita

Některá jádra atomů - většinou nestabilní – vysílají záření o vysokých frekvencích. Toto záření se nazývá radioaktivita, dosahuje větších frekvencí než Röntgenovo záření. Při záření se jádro rozpadne a přemění na jiné jádro jiného prvku. Nestabilní prvky mají tendenci se rozpadat na stabilnější prvky. Stabilita prvků se určí na základě poměru počtu protonů a neutronů. Prvky s poměrem 1 jsou stabilní (nejstabilnější prvek ve vesmíru je Železo), prvky s poměrem do 1,5 jsou nestabilní a prvky s poměrem vyšším než 1,5 jsou vysoce nestabilní. Látky tvořené atomy s těmito jádry se nazývají radionuklidy - mohou být buď přirozené, nebo umělé.

 

Typy záření

Alfa

AZX   A-4Z-2Y + 42α

Z rovnice lze vydedukovat, že se jedná o svazek rychle letících jader Helia.

Konkrétní příklad: 23994Pu 23592U + 42 α

Záření alfa má z radioaktivity nejmenší frekvenci, pohltí jej list papíru.

 

Beta +

AZX AZ-1Y + 01e

Konkrétní příklad: 3015P 3014Si + 01e

Je tvořeno proudem pozitronů, pohlcuje jej hliníkový plech.

 

Beta –

AZX AZ+1Y + 0-1e

Konkrétní příklad: 21084Po 21085At + 0-1e

Je tvořeno proudem elektronů, taktéž jej pohlcuje hliníkový plech.

 

Gama

AX AY* + 0-1e      AY* AY + γ

Konkrétní příklad: 6027Co 6028Ni* + 0-1e      6028Ni*  6028Ni + γ

Toto záření je elektromagnetické, pohlcuje jej vrstva olova.

 

Záření Neutronové

Tvoří jej logicky proud letících neutronů, pohlcuje jej velmi silná vrstva vody nebo betonu.


Líbil se Vám článek?
Budeme potěšeni, pokud vás zaujme také reklamní nabídka

Social Bookmarking

     





Hodnocení/Hlasovalo: 2.5/16

1  2  3  4  5    
(známkování jako ve škole)