1.Характеристики ядер и ядерные превращения.

Атомное ядро п.с. квантовую систему, кот. может находиться в разн. энергетических состояниях или на разн. энергетич. уровнях. Количество этих состояний и их энергий определяется конкретными свойствами каждого ядра. Состояние с наи< значением энергии называется основным, остальные – возбужденными.

(Рис.1).

Энергетические состояния ядер

Состояния м.б. устойчивыми и неустойчивыми. Состояние ядер считают неустойчивыми, если их время жизни меньше 10¹⁵-10²⁰лет. Все возбужденные состояния неустойчивы. Ядра, имеющие устойчивые состояния, называют стабильными, остальные - радиоактивными. Т.о., все состояния радиоактивных ядер и возбужденные состояния стабильных ядер являются неустойчивыми. К устойчивым состояниям, относятся лишь основные состояния стабильных ядер. Основными характеристиками устойчивых состояний ядер являются: массовое число А, масса М, электрический заряд Z, полная энергия Е, электрический Q и магнитный моменты μ, время жизни τ, тип и характеристика перехода, св-ва испускаемых частиц и др. Для установления этих характеристик неустойчивых состояний исследуют излучения, испускаемые при снятии возбуждения, радиоактивном распаде или в ядерной реакции. Основными характеристиками устойчивых состояний ядер являются: массовое число А, масса М, электрический заряд Z, полная энергия Е. Эти характеристики ядер в устойчивых состояниях могут быть определены из измерений зарядов и масс этих ядер и анализа оптических спектров их атомов и молекул. Электрич. заряд Z определяется количеством протонов в ядре. Он обуславливает химич. св-ва всех изотопов данного элемента. Массовое число ядра А равно числу нуклонов. Если ядро содержит Z протонов и N нейтронов, то A=Z+N. Массовое число и заряд полностью определяют тип ядра. Конкретное ядро (атом) с данными А и Z называется нуклоном. Ядра с одинаковыми массовыми числами называются изобарами, с одинаковым зарядом и с одинаковым числом нейтронов – изотопами. Ядра, находящиеся в неустойчивых состояниях, переходят в состояния с более низкой энергией. Различают три основных вида переходов или ядерных превращений: электромагнитные переходы, переходы с испусканием β-частиц и переходы с испусканием тяжелых частиц. Основными характеристиками перехода и испускаемых при этом частиц являются их энергии (Е_β,Е_γ,Е_α) и интенсивности(I_γ, I_β, I_α). Энергия перехода равна разнице в энергии уровней и уносится в виде энергии частиц и атома отдачи. Под абсолютной интенсивностью перехода понимают среднее число переходов, приходящихся на один распад ядра. Выраженное в процентах отношение интенсивности данного перехода к интенсивности реперного перехода называют относительной интенсивностью перехода. За реперный переход обычно принимают наиболее интенсивный перехода I_отн. Его интенсивность принимают за единицу. Интенсивность перехода равна сумме интенсивностей всех конкурирующих процессов, в результате которых осуществляется данный переход. Так, интенсивность электромагнитного перехода равна сумме интенсивностей γ-квантов, электронов внутренней конверсии и электронно-позитронных пар,испускаемых при данном переходе. Самопроизвольное испускание частиц ядрами, связанное с ядерными превращениями называется радиоактивностью. Ядерные превращения могут сопровождаться изменением состава ядра (α-распад, β- распад) или лишь изменением его энергетического состояния (электромагнитный переход). Такие превращения могут сопровождается любым видом ионизирующих излучений α- β- γ-излучением.