7/28/2019 Plan Recapitulare-fizica nucleara

1/6

Plan recapitularefizica nucleara

I Definitii

1. Numarul de electroni din atom se noteaza cu Z si se numeste numar atomic.2. Electronul este particula elementara cu sarcina electricae = -1,6 * 10-19 C si masa de

repaus m0 = 9,1 *10-31 kg.

3. Numarul de masa se noteaza cu A si este egal cu numarul de nucleoni din nucleu.

4.

Unitatea atomica de masa se noteaza cu u si are valoarea 1u = 1,66 * 10

-27

kg.

5. Protonul (p) are sarcina electrica +e = 1,6 * 10-19 C, masa mp = 1,007276 u sisimbolul 1

1p. Numarul de protoni din nucleu este egal cu numarul de electroni din

atom, adica numarul Z.

6. Neutronul (n) este neutru din punct de vedere electric, are masa aproximativ egala cuunitatea atomica de masa un = 1,008665 u si simbolul 0

1n. Numarul de neutroni din

nucleu este A-Z.

7. Izotopi, izotoni, izobari, izomeri:Denumirea Caracteristica

Izotopi Z acelasi

Izotoni N acelasi

Izobari A acelasi

Izomeri Z, N, A aceleasi

8. Fortele nucleare sunt fortele care se exercita catre nucleoni in interiorul nucleuluitin legati nucleonii intr-un spatiu extrem de redus, in conditiile unei densitati enorme.

9. Defect de mas:diferena dintre masa total de repaus a nucleonilor n stare iniial imasa nucleului

m=Z*mp+(A-Z)mn-MN

10.Energia de legatura a nucleului este energia care trebuie transmisa unui nucleuizolat aflat in repaus pentru a-l desface in nucleonii componenti izolati aflati in repaus.

11.Energia de legatura pe nucleon este energia de legatura a unui nucleu impartita lanumarul de nucleoni ai nucleului.

7/28/2019 Plan Recapitulare-fizica nucleara

2/6

12.Reactia nucleara este procesul prin care doua particule sau sisteme de particuleinteractioneaza prin forte nucleare si ansamblul se desface in mai multe particule sau

sisteme de particule.

13.Se numeste energie de reactie (caldura de reactie) diferenta dintre energia de repaus aparticulelor in starea initiala si energia de repaus a particulelor in starea finala.

14.Reactia nucleara prin care se transforma nucleele radioactive se numestedezintegrare; in timpul unei dezintegrari, un nucleu X se transforma intr-un alt nucleu

si se emite o particularespectandu-se legile de conservare in reactiile nucleare.

15.Totalitatea particulelor emise dintr-un esantion de substanta radioactiva se numesteradiatie radioactiva; nu toate nucleele rezultate in urma dezintegrarii sunt

radioactive.

16.Constanta de dezintegrare se defineste prin relatia: = [-1 / N] * [dN/dt]

17.Timpul de injumatatire sau perioada de injumatatire reprezinta timpul dupa care sedezintegreaza in medie jumatate din numarul de nuclee radioactive.

T = ln2/ = 0.693/

18.Activitatea unei surse radioactive se defineste ca fiind numarul de dezintegrariproduse in unitatea de timpvariaza exponential si are urmatoarea expresiematematica:

A(t) = [-d * N(t)] / dt = * N(t)

II Enunturi

1. Caracteristicile fortelor nucleare Forte de intensitate foarte mare; Actioneaza pe distante foarte scurte; Sunt mult mai puternice decat fortele de interactiune electrostatica (dintre

protoni)

Au caracter de saturatieactioneaza intre nucleonii vecini, nu actioneaza ladistanta;

Sunt independente de sarcina electricaau aceiasi valoare in cazulinteractiunilor dintre protoniprotoni, neutronineutroni, protonineutroni;

Sunt forte de schimb.2. Modelul nuclear ,,picatura de lichidAcest model se bazeaza pe asemanarile dintre nucleu si picatura de lichid:

7/28/2019 Plan Recapitulare-fizica nucleara

3/6

Caracterul de saturatie al fortelor nucleare, respectiv al fortelor dintremoleculele lichidului;

Densitatea materiei nucleare, respectiv densitatea lichidului este independentade dimensiunile picaturii;

Fortele nucleare respectiv fortele de interactiune dintre moleculele lichiduluiactioneaza la mica distanta;

Volumul picaturii este proportional cu numarul constituentilor (nucleoni saumolecule);

Constituentii (nucleonii sau moleculele) se afla in miscare de agitatie termica; In picatura nucleara, nucleonii de la suprafata sunt atrasi spre interiorul

picaturii => forte de tensiune superficiala care determina forma sferica a

picaturii.

3. Modelul paturilor nucleareSe stie ca electronii, in atom, ocupa nivelele energetice in conformitate cu Principiul

lui Pauli: pe fiecare nivel energetic se pot gasi doi electroni cu momentele de spin

orientate antiparalel.

Modelul paturilor nucleare considera ca nucleonii pot ocupa, ca si electronii, nivele de

energie pe care pot sta cel mult doi nucleoni cu momentele cinetice de spin orientate

antiparalel => nivele protonice si nivele neutronice.

4. Legile de conservare in reactii nucleareLegea conservarii energiei

Energia totala a particulelor inainte de reactie este egala cu energia particulelor dupa

reactie.

W = m * c2 = m0 * c2 + Ec unde:

m0 * c2energia de repaus; Ecenergia cinetica.

Legea conservarii impulsului

Impulsul total al particulelor in stare initiala este egal cu impulsul total al particulelor

in starea finala. Prin impuls total se intelege suma vectoriala a impulsurilorparticulelor.

Desen

Legea conservarii impulsului sub forma vectoriala:

pb + py = pa

pa + px = pb + py

pa = py + pbpx = 0

Legea conservarii sarcinii electrice

7/28/2019 Plan Recapitulare-fizica nucleara

4/6

Suma sarcinilor electrice ale particulelor inainte de reactie este egala cu suma

sarcinilor electrice ale particulelor dupa reactie.

Za + Zx = Zy + Zb

Legea conservarii numarului de nucleoni

Numarul total de nucleoni inainte de reactie este egal cu numarul total de nucleoni

dupa reactie.

Aa + Ax = Ay + Ab

Legea conservarii momentului cinetic

Momentul cinetic total al particulelor inainte de reactie este egal cu momentul cinetic

total al particulelor dupa reactie.

5. Proptietatile transformarilor radioactive: Sunt spontane; Sunt aleatorii; Nu pot fi influentate; Sunt independente de conditiile exterioare; Se produc respectandu-se legile de conservare ale energiei, impulsului, sarcinii

electrice, numarului de nucleoni.

6. Dezintegrarea , -, +Radioactivitatea

Este o caracteristica a nucleelor grele; Un nucleu greu, printr-o dezinterare emite o particula si se transforma intr-

un nucleu mai usor care are numarul de electroni Z-2 si numarul de masa A-

4.respectandu-se legile de conservare;

Radiatiile sunt nucleu de heliu, Z = 2, A = 4.

Radioactivitatea-

Electronii obtinuti in urma unei dezintegrari - nu se afla in nucleu, ci provin dintransformarea unui neutron itr-un proton.

In urma unei dezintegrari - , nucleul initial X se transforma intr-un alt nucleu Y careare acelasi numar atomic Z +1 si acelasi numar de masa A. Se emite un electron si o particula

elementara numita antineutrino, respectandu-se legile de conservare.

Dezintegrarea +

Nucleele careau un exces de protoni sufera dezintegrarea +

.

7/28/2019 Plan Recapitulare-fizica nucleara

5/6

Prin dezintegrarea + nucleul se transforma intr-un alt nucleu care are numar atomicZ1, acelasi numar de masa A ca si nucleul initial. Se emite un pozitron si o particula

elementara numita neutrino, respectandu-se legile de conservare.

7. Emiterea radiatiei prin dezexcitareIn nucleu exista nivele de energie pe care se afla nucleoni, nivele protonice si nivele

neutronice.

Daca cel putin unul dintre nucleoni se afla pe un nivel superior celui fundamental,

nucleul se afla intr-o stare excitatastare instabila.

Prin dezexcitare, nucleul trece in starea fundamentala, procesul fiind insotit de emisia

unei radiatii - fotoni .

Radiatiile sunt alcatuite din fotonineutri din punct de vedere electric si cu masa derepaus zero.

8. Captura electronicaIn acest proces, nucleul capata un electron din invelisul electronic din atom si se

transforma intr-un alt nucleu care are numarul atomic Z1 si acelasi numar de masa

A. In acest proces, un proton se transforma intr-un neutron.

III Formule

1. Energia de legatura a nucleului:Eleg = E = m * c

2

2. Energia de legatura pe nucleol:= [Eleg (A, Z)] / A

3. Legea conservarii energieiW = m * c

2

= m0 * c

2

+ Ec unde: m0 * c2energia de repaus; Ecenergia cinetica.

4. Legea conservarii impulsului:pb + py = pa

pa + px = pb + py

pa = py + pbpx = 0

5. Legea conservarii sarcinii electrice:

7/28/2019 Plan Recapitulare-fizica nucleara

6/6

Za + Zx = Zy + Zb

Numarul total de protoni inainte de reactie este egal cu numarul de protoni dupa

reactie.

6. Legea conservarii numarului de nucleoni:Aa + Ax = Ay + Ab

7. Legea dezintegrarii radioactive:Z

AX Z1A1Y + Z2

A2b

A = A1 + A2

Z = Z1 + Z2

8. Timpul de injumatatire:T = ln2/ = 0.693/

9. Activitatea sursei:A(t) = [-d * N(t)] / dt = * N(t)

10.Legea de atenuare a protonilor I(d) = I(0) * e-kd unde:

I(d)intensitatea fotonilor la iesirea din stratul de suprafata de grosime d; I(0)intensitatea fasciculului de fotoni la intrarea in stratul de substanta de

grosime d;

kcoeficient de atenuare liniar.