Σωματίδια Α β. Έννοια της λέξης β-σωματίδιο με ιατρικούς όρους

Ακτίνες άλφα(α).- θετικά φορτισμένα ιόντα ηλίου (He++), που πετούν έξω από ατομικούς πυρήνες με ταχύτητα 14.000-20.000 km/h. Η ενέργεια των σωματιδίων είναι 4-9 MeV. Η α-ακτινοβολία παρατηρείται, κατά κανόνα, από βαριά και κυρίως φυσικά ραδιενεργά στοιχεία (ράδιο, θόριο κ.λπ.). Το εύρος ενός σωματιδίου άλφα στον αέρα αυξάνεται με την αύξηση της ενέργειας της ακτινοβολίας άλφα.

Για παράδειγμα, α-σωματίδια θορίου(Th232), με ενέργεια 3,9 MeV, ταξιδεύει 2,6 cm στον αέρα και τα σωματίδια α ραδίου C με ενέργεια 7,68 MeV έχουν εμβέλεια 6,97 cm. Το ελάχιστο πάχος του απορροφητή που απαιτείται για την πλήρη απορρόφηση των σωματιδίων ονομάζεται εύρος αυτών των σωματιδίων σε μια δεδομένη ουσία. Το εύρος των σωματιδίων άλφα στο νερό και το ύφασμα είναι 0,02-0,06 mm.

α-σωματίδιααπορροφώνται πλήρως από ένα κομμάτι χαρτί ή ένα λεπτό στρώμα αλουμινίου. Μία από τις πιο σημαντικές ιδιότητες της ακτινοβολίας-α είναι η ισχυρή ιονιστική της δράση. Κατά μήκος της διαδρομής της κίνησης, ένα σωματίδιο άλφα σε αέρια σχηματίζει έναν τεράστιο αριθμό ιόντων. Για παράδειγμα, στον αέρα σε 15° και πίεση 750 mm, ένα σωματίδιο άλφα παράγει 150.000-250.000 ζεύγη ιόντων, ανάλογα με την ενέργειά του.

Για παράδειγμα, ειδικός ιονισμός στον αέρα α-σωματίδια από το ραδόνιο, με ενέργεια 5,49 MeV, είναι 2500 ζεύγη ιόντων ανά 1 mm διαδρομής. Η πυκνότητα ιονισμού στο τέλος της διαδρομής των σωματιδίων α αυξάνεται, επομένως η ζημιά στα κύτταρα στο τέλος της διαδρομής είναι περίπου 2 φορές μεγαλύτερη από ό,τι στην αρχή της διαδρομής.

Φυσικές ιδιότητεςα-σωματίδιακαθορίζουν τα χαρακτηριστικά της βιολογικής τους επίδρασης στον οργανισμό και τις μεθόδους προστασίας από αυτό το είδος ακτινοβολίας. Η εξωτερική ακτινοβολία με ακτίνες α δεν ενέχει κίνδυνο, αφού αρκεί να απομακρυνθείτε μερικά (10-20) εκατοστά από την πηγή ή να εγκαταστήσετε μια απλή οθόνη από χαρτί, ύφασμα, αλουμίνιο και άλλα συνηθισμένα υλικάώστε η ακτινοβολία να απορροφηθεί πλήρως.

Το μεγαλύτερο κίνδυνος ακτίνων ααντιπροσωπεύουν όταν καταπίνονται και εναποτίθενται μέσα σε στοιχεία εκπομπής ραδιενεργών α. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η άμεση ακτινοβολία των κυττάρων και των ιστών του σώματος συμβαίνει με ακτίνες α.

Ακτίνες βήτα (β).- ένα ρεύμα ηλεκτρονίων που εκτοξεύεται από τους ατομικούς πυρήνες με ταχύτητα περίπου 100.000-300.000 km/sec. Η μέγιστη ενέργεια των σωματιδίων p κυμαίνεται από 0,01 έως 10 MeV. Το φορτίο ενός σωματιδίου b είναι ίσο σε πρόσημο και μέγεθος με το φορτίο ενός ηλεκτρονίου. Ραδιενεργοί μετασχηματισμοί όπως η β-διάσπαση είναι ευρέως διαδεδομένοι μεταξύ των φυσικών και τεχνητών ραδιενεργών στοιχείων.

ακτίνες βέχουν σημαντικά μεγαλύτερη διεισδυτική ισχύ σε σύγκριση με τις ακτίνες α. Ανάλογα με την ενέργεια των ακτίνων β, η εμβέλειά τους στον αέρα κυμαίνεται από κλάσματα του χιλιοστού έως αρκετά μέτρα. Έτσι, το εύρος των σωματιδίων β με ενέργεια 2-3 MeV στον αέρα είναι 10-15 m και στο νερό και το ύφασμα μετριέται σε χιλιοστά. Για παράδειγμα, το εύρος των σωματιδίων β που εκπέμπονται από τον ραδιενεργό φώσφορο (P32) με μέγιστη ενέργεια 1,7 MeV στον ιστό είναι 8 mm.

β-σωματίδιο με ενέργεια, ίσο με 1 MeV, μπορεί να σχηματίσει περίπου 30.000 ζεύγη ιόντων κατά μήκος της διαδρομής του στον αέρα. Η ικανότητα ιονισμού των σωματιδίων β είναι αρκετές φορές μικρότερη από αυτή των σωματιδίων α της ίδιας ενέργειας.

Έκθεση σε ακτίνες βστο σώμα μπορεί να εκδηλωθεί τόσο κατά την εξωτερική όσο και κατά την εσωτερική ακτινοβόληση, εάν εισέλθουν στο σώμα δραστικές ουσίες που εκπέμπουν σωματίδια β. Για την προστασία από τις ακτίνες β κατά την εξωτερική ακτινοβόληση, είναι απαραίτητη η χρήση οθονών από υλικά (γυαλί, αλουμίνιο, μόλυβδος κ.λπ.). Η ένταση της ακτινοβολίας μπορεί να μειωθεί αυξάνοντας την απόσταση από την πηγή.

Στη φυσική, τα στοιχειώδη σωματίδια ήταν φυσικά αντικείμενα στην κλίμακα του ατομικού πυρήνα που δεν μπορούν να χωριστούν στα συστατικά μέρη τους. Ωστόσο, σήμερα, οι επιστήμονες κατάφεραν να χωρίσουν μερικά από αυτά. Η δομή και οι ιδιότητες αυτών των μικροσκοπικών αντικειμένων μελετώνται από τη σωματιδιακή φυσική.

Τα μικρότερα σωματίδια που αποτελούν όλη την ύλη είναι γνωστά από την αρχαιότητα. Ωστόσο, οι ιδρυτές του λεγόμενου «ατομισμού» θεωρούνται ο φιλόσοφος Αρχαία ΕλλάδαΟ Λεύκιππος και ο πιο διάσημος μαθητής του, ο Δημόκριτος. Υποτίθεται ότι ο τελευταίος επινόησε τον όρο «άτομο». Από τα αρχαία ελληνικά το "άτομος" μεταφράζεται ως "αδιαίρετο", το οποίο καθορίζει τις απόψεις των αρχαίων φιλοσόφων.

Αργότερα έγινε γνωστό ότι το άτομο μπορεί ακόμα να χωριστεί σε δύο φυσικά αντικείμενα - τον πυρήνα και το ηλεκτρόνιο. Το τελευταίο έγινε στη συνέχεια το πρώτο στοιχειώδες σωματίδιο, όταν το 1897 ο Άγγλος Joseph Thomson διεξήγαγε ένα πείραμα με καθοδικές ακτίνες και ανακάλυψε ότι ήταν ένα ρεύμα πανομοιότυπων σωματιδίων με την ίδια μάζα και φορτίο.

Παράλληλα με το έργο του Thomson, ο Henri Becquerel, ο οποίος μελετά την ακτινοβολία ακτίνων Χ, διεξάγει πειράματα με ουράνιο και ανακαλύπτει το νέο είδοςακτινοβολία. Το 1898, ένα ζευγάρι Γάλλων φυσικών, η Μαρί και ο Πιερ Κιουρί, μελέτησαν διάφορες ραδιενεργές ουσίες, ανακαλύπτοντας την ίδια ραδιενεργή ακτινοβολία. Αργότερα θα καθοριστεί ότι αποτελείται από σωματίδια άλφα (2 πρωτόνια και 2 νετρόνια) και βήτα (ηλεκτρόνια) και ο Μπεκερέλ και ο Κιουρί θα λάβουν βραβείο Νόμπελ. Κατά τη διεξαγωγή της έρευνάς της με στοιχεία όπως το ουράνιο, το ράδιο και το πολώνιο, η Marie Sklodowska-Curie δεν έλαβε κανένα μέτρο ασφαλείας, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης γαντιών. Ως αποτέλεσμα, το 1934 την ξεπέρασε η λευχαιμία. Σε ανάμνηση των επιτευγμάτων του μεγάλου επιστήμονα, το στοιχείο που ανακάλυψε το ζεύγος Κιουρί, το πολώνιο, ονομάστηκε προς τιμήν της πατρίδας της Μαρίας - Polonia, από τα λατινικά - Πολωνία.

Φωτογραφία από το V Solvay Congress 1927. Προσπαθήστε να βρείτε όλους τους επιστήμονες από αυτό το άρθρο σε αυτή τη φωτογραφία.

Από το 1905, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν έχει αφιερώσει τις δημοσιεύσεις του στην ατέλεια της κυματικής θεωρίας του φωτός, τα αξιώματα της οποίας ήταν σε αντίθεση με τα αποτελέσματα των πειραμάτων. Κάτι που στη συνέχεια οδήγησε τον εξαιρετικό φυσικό στην ιδέα ενός «κοβάντου φωτός» - ενός τμήματος φωτός. Αργότερα, το 1926, ονομάστηκε «φωτόνιο», μεταφρασμένο από το ελληνικό «phos» («φως»), από τον Αμερικανό φυσικοχημικό Gilbert N. Lewis.

Το 1913, ο Έρνεστ Ράδερφορντ, Βρετανός φυσικός, με βάση τα αποτελέσματα πειραμάτων που είχαν ήδη πραγματοποιηθεί εκείνη την εποχή, σημείωσε ότι οι μάζες των πυρήνων πολλών χημικών στοιχείων είναι πολλαπλάσιες της μάζας του πυρήνα του υδρογόνου. Επομένως, υπέθεσε ότι ο πυρήνας του υδρογόνου είναι συστατικό των πυρήνων άλλων στοιχείων. Στο πείραμά του, ο Ράδερφορντ ακτινοβόλησε ένα άτομο αζώτου με σωματίδια άλφα, το οποίο ως αποτέλεσμα εξέπεμπε ένα συγκεκριμένο σωματίδιο, που ονομάστηκε από τον Έρνεστ ως «πρωτόνιο», από το άλλο ελληνικό «πρώτο» (πρώτο, κύριο). Αργότερα επιβεβαιώθηκε πειραματικά ότι το πρωτόνιο είναι πυρήνας υδρογόνου.

Προφανώς, το πρωτόνιο δεν είναι το μόνο συστατικό των πυρήνων των χημικών στοιχείων. Αυτή η ιδέα βασίζεται στο γεγονός ότι δύο πρωτόνια στον πυρήνα θα απωθούσαν το ένα το άλλο και το άτομο θα αποσυντεθεί αμέσως. Επομένως, ο Ράδερφορντ υπέθεσε την παρουσία ενός άλλου σωματιδίου, το οποίο έχει μάζα ίση με τη μάζα ενός πρωτονίου, αλλά είναι αφόρτιστο. Κάποια πειράματα επιστημόνων για την αλληλεπίδραση ραδιενεργών και ελαφρύτερων στοιχείων τους οδήγησαν στην ανακάλυψη μιας άλλης νέας ακτινοβολίας. Το 1932, ο James Chadwick καθόρισε ότι αποτελείται από εκείνα τα πολύ ουδέτερα σωματίδια που ονόμασε νετρόνια.

Έτσι, ανακαλύφθηκαν τα πιο διάσημα σωματίδια: φωτόνιο, ηλεκτρόνιο, πρωτόνιο και νετρόνιο.

Επιπλέον, η ανακάλυψη νέων υποπυρηνικών αντικειμένων έγινε όλο και πιο συχνό γεγονός και αυτή τη στιγμήΕίναι γνωστά περίπου 350 σωματίδια, τα οποία γενικά θεωρούνται «στοιχειώδη». Όσα από αυτά δεν έχουν ακόμη χωριστεί θεωρούνται χωρίς δομή και ονομάζονται «θεμελιώδεις».

Τι είναι το spin;

Πριν προχωρήσουμε με περαιτέρω καινοτομίες στον τομέα της φυσικής, πρέπει να καθοριστούν τα χαρακτηριστικά όλων των σωματιδίων. Το πιο γνωστό, εκτός από μάζα και ηλεκτρικό φορτίο, περιλαμβάνει και το σπιν. Αυτή η ποσότητα ονομάζεται αλλιώς «εγγενής γωνιακή ορμή» και σε καμία περίπτωση δεν σχετίζεται με την κίνηση του υποπυρηνικού αντικειμένου στο σύνολό του. Οι επιστήμονες μπόρεσαν να ανιχνεύσουν σωματίδια με σπιν 0, ½, 1, 3/2 και 2. Για να οπτικοποιήσετε, αν και απλοποιημένο, την περιστροφή ως ιδιότητα ενός αντικειμένου, εξετάστε το ακόλουθο παράδειγμα.

Έστω ένα αντικείμενο να έχει σπιν ίσο με 1. Τότε ένα τέτοιο αντικείμενο, όταν περιστραφεί 360 μοίρες, θα επιστρέψει στην αρχική του θέση. Σε ένα αεροπλάνο, αυτό το αντικείμενο μπορεί να είναι ένα μολύβι, το οποίο, μετά από στροφή 360 μοιρών, θα καταλήξει στην αρχική του θέση. Στην περίπτωση μηδενικής περιστροφής, ανεξάρτητα από το πώς περιστρέφεται το αντικείμενο, θα φαίνεται πάντα το ίδιο, για παράδειγμα, μια μονόχρωμη μπάλα.

Για ½ περιστροφή, θα χρειαστείτε ένα αντικείμενο που διατηρεί την εμφάνισή του όταν περιστρέφεται 180 μοίρες. Μπορεί να είναι το ίδιο μολύβι, μόνο ακονισμένο συμμετρικά και στις δύο πλευρές. Μια περιστροφή 2 θα απαιτήσει τη διατήρηση του σχήματος όταν περιστραφεί 720 μοίρες και για μια περιστροφή 3/2 θα απαιτήσει 540.

Αυτό το χαρακτηριστικό είναι πολύ μεγάλης σημασίαςγια τη σωματιδιακή φυσική.

Τυποποιημένο μοντέλο σωματιδίων και αλληλεπιδράσεων

Έχοντας ένα εντυπωσιακό σύνολο μικροαντικειμένων που αποτελούν ο κόσμος, οι επιστήμονες αποφάσισαν να τα δομήσουν και έτσι σχηματίστηκε μια πολύ γνωστή θεωρητική δομή που ονομάζεται «Τυπικό μοντέλο». Περιγράφει τρεις αλληλεπιδράσεις και 61 σωματίδια χρησιμοποιώντας 17 θεμελιώδη, μερικά από τα οποία είχε προβλέψει πολύ πριν την ανακάλυψη.

Οι τρεις αλληλεπιδράσεις είναι:

• Ηλεκτρομαγνητικός. Εμφανίζεται ανάμεσα σε ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια. Σε μια απλή περίπτωση, γνωστή από το σχολείο, τα αντίθετα φορτισμένα αντικείμενα έλκονται και τα παρόμοια φορτισμένα αντικείμενα απωθούνται. Αυτό συμβαίνει μέσω του λεγόμενου φορέα ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης - του φωτονίου.
• Ισχυρή, αλλιώς γνωστή ως πυρηνική αλληλεπίδραση. Όπως υποδηλώνει το όνομα, η δράση του εκτείνεται σε αντικείμενα της τάξης του ατομικού πυρήνα· είναι υπεύθυνο για την έλξη πρωτονίων, νετρονίων και άλλων σωματιδίων που αποτελούνται επίσης από κουάρκ. Η ισχυρή αλληλεπίδραση πραγματοποιείται από γκλουόνια.
• Αδύναμος. Αποτελεσματικό σε αποστάσεις χίλιες μικρότερες από το μέγεθος του πυρήνα. Τα λεπτόνια και τα κουάρκ, καθώς και τα αντισωματίδια τους, συμμετέχουν σε αυτή την αλληλεπίδραση. Επιπλέον, σε περίπτωση αδύναμης αλληλεπίδρασης, μπορούν να μεταμορφωθούν το ένα στο άλλο. Οι φορείς είναι τα μποζόνια W+, W− και Z0.

Έτσι το Καθιερωμένο Μοντέλο διαμορφώθηκε ως εξής. Περιλαμβάνει έξι κουάρκ, από τα οποία αποτελούνται όλα τα αδρόνια (σωματίδια που υπόκεινται σε ισχυρή αλληλεπίδραση):

• Άνω(u);
• Μαγεμένος (γ);
• true(t);
• Κάτω (d);
• Παράξενο(α);
• Αξιολάτρευτο (β).

Είναι σαφές ότι οι φυσικοί έχουν πολλά επίθετα. Τα άλλα 6 σωματίδια είναι λεπτόνια. Αυτά είναι θεμελιώδη σωματίδια με σπιν ½ που δεν συμμετέχουν στην ισχυρή αλληλεπίδραση.

• Ηλεκτρόνιο;
• Νετρίνο ηλεκτρονίων;
• Muon;
• Μιονικό νετρίνο;
• Ταυ λεπτόν;
• Ταυ νετρίνο.

Και η τρίτη ομάδα του Καθιερωμένου Μοντέλου είναι τα μποζόνια μετρητών, τα οποία έχουν σπιν ίσο με 1 και αναπαρίστανται ως φορείς αλληλεπιδράσεων:

• Gluon - ισχυρό;
• Φωτόνιο – ηλεκτρομαγνητικό;
• Ζ-μποζόνιο - αδύναμο.
• Το μποζόνιο W είναι ασθενές.

Αυτά περιλαμβάνουν επίσης το σωματίδιο spin-0 που ανακαλύφθηκε πρόσφατα, το οποίο, με απλά λόγια, προσδίδει αδρανή μάζα σε όλα τα άλλα υποπυρηνικά αντικείμενα.

Ως αποτέλεσμα, σύμφωνα με το Καθιερωμένο Μοντέλο, ο κόσμος μας μοιάζει με αυτό: όλη η ύλη αποτελείται από 6 κουάρκ, που σχηματίζουν αδρόνια και 6 λεπτόνια. Όλα αυτά τα σωματίδια μπορούν να συμμετέχουν σε τρεις αλληλεπιδράσεις, οι φορείς των οποίων είναι τα μποζόνια μετρητή.

Μειονεκτήματα του τυπικού μοντέλου

Ωστόσο, ακόμη και πριν από την ανακάλυψη του μποζονίου Higgs, του τελευταίου σωματιδίου που είχε προβλέψει το Καθιερωμένο Μοντέλο, οι επιστήμονες είχαν ξεπεράσει τα όριά του. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα αυτού είναι το λεγόμενο. «βαρυτική αλληλεπίδραση», η οποία είναι εφάμιλλη με άλλες σήμερα. Πιθανώς, ο φορέας του είναι ένα σωματίδιο με σπιν 2, το οποίο δεν έχει μάζα και το οποίο οι φυσικοί δεν έχουν ακόμη καταφέρει να ανιχνεύσουν - το «γκραβιτόν».

Επιπλέον, το Καθιερωμένο Μοντέλο περιγράφει 61 σωματίδια και σήμερα περισσότερα από 350 σωματίδια είναι ήδη γνωστά στην ανθρωπότητα. Αυτό σημαίνει ότι το έργο των θεωρητικών φυσικών δεν έχει τελειώσει.

Ταξινόμηση σωματιδίων

Για να κάνουν τη ζωή τους ευκολότερη, οι φυσικοί έχουν ομαδοποιήσει όλα τα σωματίδια ανάλογα με τα δομικά τους χαρακτηριστικά και άλλα χαρακτηριστικά. Η ταξινόμηση βασίζεται στα ακόλουθα κριτήρια:

• Διάρκεια Ζωής.
  1. Σταθερός. Αυτά περιλαμβάνουν πρωτόνιο και αντιπρωτόνιο, ηλεκτρόνιο και ποζιτρόνιο, φωτόνιο και βαριτόνιο. Η ύπαρξη σταθερών σωματιδίων δεν περιορίζεται χρονικά, εφόσον βρίσκονται σε ελεύθερη κατάσταση, δηλ. μην αλληλεπιδράσετε με τίποτα.
  2. Ασταθής. Όλα τα άλλα σωματίδια μετά από κάποιο χρονικό διάστημα αποσυντίθενται στα συστατικά τους μέρη, γι' αυτό και ονομάζονται ασταθή. Για παράδειγμα, ένα μιόνιο ζει μόνο 2,2 μικροδευτερόλεπτα και ένα πρωτόνιο - 2,9 10 * 29 χρόνια, μετά από τα οποία μπορεί να διασπαστεί σε ποζιτρόνιο και ουδέτερο πιόνιο.
• Βάρος.
  1. Τα στοιχειώδη σωματίδια χωρίς μάζα, από τα οποία υπάρχουν μόνο τρία: φωτόνιο, γλουόνιο και γκραβιτόνιο.
  2. Τα τεράστια σωματίδια είναι όλα τα υπόλοιπα.
• Σημασία περιστροφής.
  1. Ολόκληρη περιστροφή, συμ. μηδέν, έχουν σωματίδια που ονομάζονται μποζόνια.
  2. Τα σωματίδια με μισό ακέραιο σπιν είναι φερμιόνια.
• Συμμετοχή σε αλληλεπιδράσεις.
  1. Τα αδρόνια (δομικά σωματίδια) είναι υποπυρηνικά αντικείμενα που συμμετέχουν και στους τέσσερις τύπους αλληλεπιδράσεων. Αναφέρθηκε νωρίτερα ότι αποτελούνται από κουάρκ. Τα αδρόνια χωρίζονται σε δύο υποτύπους: μεσόνια (ακέραιος σπιν, μποζόνια) και βαρυόνια (σπιν μισού ακέραιου αριθμού, φερμιόνια).
  2. Θεμελιώδη (σωματίδια χωρίς δομή). Αυτά περιλαμβάνουν τα λεπτόνια, τα κουάρκ και τα μποζόνια μετρητή (διαβάστε νωρίτερα - "Κανονικό μοντέλο..").

Έχοντας εξοικειωθεί με την ταξινόμηση όλων των σωματιδίων, μπορείτε, για παράδειγμα, να αναγνωρίσετε με ακρίβεια ορισμένα από αυτά. Το νετρόνιο λοιπόν είναι φερμιόνιο, αδρόνιο ή μάλλον βαρυόνιο και νουκλεόνιο, δηλαδή έχει μισό ακέραιο σπιν, αποτελείται από κουάρκ και συμμετέχει σε 4 αλληλεπιδράσεις. Το νουκλεόνιο είναι ένα κοινό όνομα για πρωτόνια και νετρόνια.

• Είναι ενδιαφέρον ότι οι πολέμιοι του ατομισμού του Δημόκριτου, που προέβλεψαν την ύπαρξη ατόμων, δήλωσαν ότι οποιαδήποτε ουσία στον κόσμο διαιρείται επ' αόριστον. Σε κάποιο βαθμό, μπορεί να αποδειχθεί ότι έχουν δίκιο, αφού οι επιστήμονες έχουν ήδη καταφέρει να χωρίσουν το άτομο σε πυρήνα και ηλεκτρόνιο, τον πυρήνα σε πρωτόνιο και νετρόνιο και αυτά, με τη σειρά τους, σε κουάρκ.
• Ο Δημόκριτος υπέθεσε ότι τα άτομα έχουν ένα σαφές γεωμετρικό σχήμα και επομένως τα «αιχμηρά» άτομα της φωτιάς καίγονται, τα τραχιά άτομα των στερεών συγκρατούνται σταθερά μεταξύ τους από τις προεξοχές τους και τα λεία άτομα του νερού γλιστρούν κατά την αλληλεπίδραση, διαφορετικά ρέουν.
• Ο Τζόζεφ Τόμσον συνέταξε το δικό του μοντέλο του ατόμου, το οποίο είδε ως ένα θετικά φορτισμένο σώμα στο οποίο τα ηλεκτρόνια φαινόταν να είναι «κολλημένα». Το μοντέλο του ονομαζόταν «μοντέλο πουτίγκας δαμάσκηνου».
• Τα κουάρκ πήραν το όνομά τους χάρη στον Αμερικανό φυσικό Murray Gell-Mann. Ο επιστήμονας ήθελε να χρησιμοποιήσει μια λέξη παρόμοια με τον ήχο μιας πάπιας (kwork). Αλλά στο μυθιστόρημα του Τζέιμς Τζόις, το Finnegans Wake, συνάντησε τη λέξη «κουάρκ» στη γραμμή «Τρία κουάρκ για τον κύριο Μάρκο!», η έννοια της οποίας δεν είναι επακριβώς καθορισμένη και είναι πιθανό ο Τζόις να τη χρησιμοποιούσε απλώς για ομοιοκαταληξία. Ο Murray αποφάσισε να ονομάσει τα σωματίδια αυτή τη λέξη, αφού εκείνη την εποχή ήταν γνωστά μόνο τρία κουάρκ.
• Αν και τα φωτόνια, σωματίδια φωτός, είναι χωρίς μάζα, κοντά σε μια μαύρη τρύπα φαίνεται να αλλάζουν την τροχιά τους καθώς έλκονται προς αυτήν από βαρυτικές δυνάμεις. Στην πραγματικότητα, ένα υπερμεγέθη σώμα κάμπτει τον χωροχρόνο, γι' αυτό και οποιαδήποτε σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων αυτών χωρίς μάζα, αλλάζουν την τροχιά τους προς τη μαύρη τρύπα (βλ.).
• Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων είναι «αδρονικός» ακριβώς επειδή συγκρούεται δύο κατευθυνόμενες δέσμες αδρονίων, σωματίδια με διαστάσεις της τάξης ενός ατομικού πυρήνα που συμμετέχουν σε όλες τις αλληλεπιδράσεις.

1.2. Ιδιότητες β -ακτινοβολία

Ακτινοβολία βήτα ( σι -σωματίδια) είναι ένα ρεύμα ηλεκτρονίων (ποζιτρόνια), καθένα από τα οποία έχει φορτίο ίσο με ένα στοιχειώδες φορτίο, 4,8 × 10 – 10 ηλεκτροστατικές μονάδες CGSE ή 1,6 × 10 –19 κουλόμπ. Μάζα ανάπαυσης σι -το σωματίδιο είναι ίσο με το 1/1840 της στοιχειώδους μάζας ενός ατόμου υδρογόνου (7000 φορές μικρότερη από τη μάζα α -σωματίδια) ή σε απόλυτες μονάδες 9,1×10 –28 γρ. Αφού σι -τα σωματίδια κινούνται με ταχύτητα πολύ μεγαλύτερη από α -σωματίδια ίσα με » 0,988 (μάζα Αϊνστάιν) της ταχύτητας του φωτός, τότε η μάζα τους πρέπει να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τη σχετικιστική εξίσωση:

Οπου Οτι – μάζα ανάπαυσης (9,1·10 -28 g);

V - Ταχύτητα β -σωματίδια?

ντο - ταχύτητα του φωτός.

Για τους πιο γρήγορους β -σωματίδια Μ ≈ 16 m o .

Όταν εκπέμπει ένα σι -σωματίδια, ο ατομικός αριθμός του στοιχείου αυξάνεται (εκπομπή ηλεκτρονίων) ή μειώνεται (εκπομπή ποζιτρονίων) κατά ένα. Η αποσύνθεση βήτα συνήθως συνοδεύεται από σολ - ακτινοβολία. Κάθε ραδιενεργό ισότοπο εκπέμπει ένα συσσωμάτωμα σι -σωματίδια πολύ διαφορετικών ενεργειών, που δεν υπερβαίνουν, ωστόσο, ένα ορισμένο μέγιστο ενεργειακό χαρακτηριστικό ενός δεδομένου ισοτόπου.

Ενεργειακά φάσματα σι - οι ακτινοβολίες φαίνονται στο Σχ. 1,5, 1,6. Εκτός από ένα φάσμα συνεχούς ενέργειας, ορισμένα ραδιοστοιχεία χαρακτηρίζονται από την παρουσία ενός φάσματος γραμμής που σχετίζεται με την εκτόξευση δευτερευόντων ηλεκτρονίων από τις τροχιές ηλεκτρονίων του ατόμου με g-quanta (το φαινόμενο της εσωτερικής μετατροπής). Αυτό συμβαίνει όταν β -Η αποσύνθεση συμβαίνει μέσω ενός ενδιάμεσου ενεργειακού επιπέδου και η διέγερση μπορεί να αφαιρεθεί όχι μόνο με εκπομπή γ -κβαντικό, αλλά και με το να βγάζει ένα ηλεκτρόνιο από το εσωτερικό κέλυφος.

Ωστόσο, ο αριθμός σι -τα σωματίδια που αντιστοιχούν σε αυτές τις γραμμές είναι μικρά.

Η συνέχεια του φάσματος βήτα εξηγείται από την ταυτόχρονη εκπομπή σι -σωματίδια και νετρίνα.

p = n + β + + η(νετρίνο)

n = p + β - + η(αντινετρίνο)

Το νετρίνο απορροφά μέρος της ενέργειας βήτα διάσπασης.

Μέση ενέργεια σι -το σωματίδιο είναι ίσο με 1/3. E maxκαι κυμαίνεται μεταξύ 0,25–0,45 E maxγια διάφορες ουσίες. Μεταξύ της μέγιστης ενεργειακής τιμής E max σι -σταθερά ακτινοβολίας και αποσύνθεσης μεγάλοστοιχείο Sargent δημιούργησε μια σχέση (για μι max > 0,5 Mev),

l = k∙E 5 max (1,12)

Έτσι, για β - ενέργεια ακτινοβολίας β -τα σωματίδια είναι μεγαλύτερα, τόσο μικρότερος είναι ο χρόνος ημιζωής. Για παράδειγμα:

Pb 210 (RaD) T = 22 έτη, E max = 0,014 MeV;

Bi 214 (RaC) T = 19,7 μήνες, E max = 3,2 MeV.

1.2.1. ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ β - ακτινοβολία με ύλη

Κατά την αλληλεπίδραση β – σωματίδια με ύλη είναι πιθανές οι ακόλουθες περιπτώσεις:

α) Ιοντισμός ατόμων. Συνοδεύεται από χαρακτηριστική ακτινοβολία. Ικανότητα ιονισμού β -Τα σωματίδια εξαρτώνται από την ενέργειά τους. Ο ειδικός ιονισμός είναι μεγαλύτερος, τόσο λιγότερη ενέργεια β -σωματίδια. Για παράδειγμα, με ενέργεια β -σωματίδια 0,04 MeV, σχηματίζονται 200 ​​ζεύγη ιόντων ανά 1 cm διαδρομής. 2 MeV – 25 ζεύγη. 3 MeV – 4 ζεύγη.

β) Διέγερση ατόμων.Είναι χαρακτηριστικό για β -σωματίδια με μεγάλη ενέργεια, όταν ο χρόνος αλληλεπίδρασης β -Υπάρχουν λίγα σωματίδια με ηλεκτρόνιο και η πιθανότητα ιονισμού είναι μικρή. σε αυτήν την περίπτωση β -το σωματίδιο διεγείρει ένα ηλεκτρόνιο, η ενέργεια διέγερσης αφαιρείται εκπέμποντας χαρακτηριστικές ακτίνες Χ και στους σπινθηριστές, σημαντικό μέρος της ενέργειας διέγερσης εμφανίζεται με τη μορφή λάμψης - σπινθίου (δηλαδή στην ορατή περιοχή).

γ) Ελαστική σκέδαση. Συμβαίνει όταν ηλεκτρικό πεδίοπυρήνες (ηλεκτρόνιο) εκτρέπεται β -σωματίδιο, ενώ η ενέργεια β -Τα σωματίδια δεν αλλάζουν, αλλάζει μόνο η κατεύθυνση (κατά μια μικρή γωνία).

δ) Επιβράδυνση ηλεκτρονίων στο πεδίο Coulomb του πυρήνα.Σε αυτή την περίπτωση, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία εμφανίζεται με περισσότερη ενέργεια, τόσο μεγαλύτερη είναι η επιτάχυνση που βιώνει το ηλεκτρόνιο. Δεδομένου ότι μεμονωμένα ηλεκτρόνια παρουσιάζουν διαφορετικές επιταχύνσεις, το φάσμα bremsstrahlung είναι συνεχές. Οι απώλειες ενέργειας λόγω bremsstrahlung προσδιορίζονται από την έκφραση: ο λόγος των ενεργειακών απωλειών λόγω bremsstrahlung προς τις απώλειες λόγω διέγερσης και ιονισμού:

Έτσι, οι απώλειες και το bremsstrahlung είναι σημαντικές μόνο για ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας με μεγάλο ατομικό αριθμό.

Για τους περισσότερους β -Η μέγιστη ενέργεια των σωματιδίων βρίσκεται στην περιοχή 0,014–1,5 MeV, μπορούμε να υποθέσουμε ότι ανά 1 cm διαδρομής β -σωματίδια, σχηματίζονται 100–200 ζεύγη ιόντων. α -ένα σωματίδιο σχηματίζει 25–60 χιλιάδες ζεύγη ιόντων ανά 1 cm διαδρομής. Επομένως, μπορούμε να υποθέσουμε ότι η ειδική ικανότητα ιοντισμού β- Η ακτινοβολία είναι δύο τάξεις μεγέθους μικρότερη από αυτή της ακτινοβολίας α. Λιγότερος ιονισμός - η ενέργεια χάνεται πιο αργά, καθώς η ικανότητα ιοντισμού (και η πιθανότητα διέγερσης) β -το σωματίδιο είναι 2 τάξεις μεγέθους μικρότερο, που σημαίνει ότι επιβραδύνει 2 τάξεις μεγέθους πιο αργά, δηλαδή περίπου τα χιλιόμετρα β -τα σωματίδια είναι 2 τάξεις μεγέθους μεγαλύτερα από το για α- σωματίδια. 10 mg/cm2 ·100 = 1000 mg/cm2 ≈ 1 g/cm2.

Η φυσική ραδιενεργή διάσπαση β αποτελείται από την αυθόρμητη διάσπαση των πυρήνων με την εκπομπή σωματιδίων β - ηλεκτρονίων. Κανόνας μετατόπισης για

η φυσική (ηλεκτρονική) β-διάσπαση περιγράφεται με την έκφραση:

Ζ Χ Α® Ζ+1ΥΑ+ - 1 ε 0 .(264)

Μια μελέτη του ενεργειακού φάσματος των σωματιδίων β έδειξε ότι, σε αντίθεση με το φάσμα των σωματιδίων α, τα σωματίδια β έχουν συνεχές φάσμα από 0 έως E max. Όταν ανακαλύφθηκε η β-διάσπαση, έπρεπε να εξηγηθούν τα ακόλουθα:

1) γιατί ο μητρικός πυρήνας χάνει πάντα ενέργεια E max και η ενέργεια των σωματιδίων b μπορεί να είναι μικρότερη από E max.

2) πώς σχηματίζεται -1 και 0κατά τη διάρκεια της β-διάσπασης;, επειδή το ηλεκτρόνιο δεν περιλαμβάνεται στον πυρήνα.

3) αν κατά την β-αποκασματική διαφυγή - 1 ε 0, τότε παραβιάζεται ο νόμος διατήρησης της γωνιακής ορμής: ο αριθμός των νουκλεονίων ( ΕΝΑ) δεν αλλάζει, αλλά το ηλεκτρόνιο έχει σπιν ½ħ, επομένως, στη δεξιά πλευρά της σχέσης (264) το σπιν διαφέρει από το σπιν της αριστερής πλευράς της σχέσης κατά ½ħ.

Για να βγούμε από τη δυσκολία το 1931. Ο Pauli πρότεινε ότι εκτός από - 1 ε 0κατά τη διάρκεια της διάσπασης b, εκπέμπεται ένα άλλο σωματίδιο - ένα νετρίνο (о о), η μάζα του οποίου είναι πολύ μικρότερη από τη μάζα του ηλεκτρονίου, το φορτίο είναι 0 και το σπιν s = ½ ħ. Αυτό το σωματίδιο παρασύρει ενέργεια E max - E βκαι διασφαλίζει την εκπλήρωση των νόμων διατήρησης της ενέργειας και της ορμής. Ανακαλύφθηκε πειραματικά το 1956. Οι δυσκολίες στην ανίχνευση του o συνδέονται με τη χαμηλή μάζα και την ουδετερότητά του. Από αυτή την άποψη, o o μπορεί να διανύσει τεράστιες αποστάσεις πριν απορροφηθεί από μια ουσία. Στον αέρα, μια πράξη ιονισμού υπό την επίδραση των νετρίνων συμβαίνει σε απόσταση περίπου 500 km. Το εύρος του o o με ενέργεια 1 MeV στο μόλυβδο είναι ~10 18 m o o μπορεί να ανιχνευθεί έμμεσα χρησιμοποιώντας το νόμο της διατήρησης της ορμής κατά τη διάσπαση β: άθροισμα διανυσμάτων ορμής - 1 e 0 , o o και ο πυρήνας ανάκρουσης πρέπει να είναι ίσος με 0. Τα πειράματα επιβεβαίωσαν αυτήν την προσδοκία.

Δεδομένου ότι κατά τη διάρκεια της διάσπασης β ο αριθμός των νουκλεονίων δεν αλλάζει, αλλά το φορτίο αυξάνεται κατά 1, η μόνη εξήγηση για τη διάσπαση β μπορεί να είναι η εξής: ο ν 1ο πυρήνας μετατρέπεται σε 1 r 1με εκπομπή - 1 ε 0και νετρίνο:

o n 1 → 1 р 1 + - 1 ε 0+Ο o (265)

Έχει διαπιστωθεί ότι κατά τη φυσική β-αποσύνθεση εκπέμπεται ηλεκτρόνιο αντινετρίνο - οΟ. Ενεργειακά, η αντίδραση (265) είναι ευνοϊκή, αφού η υπόλοιπη μάζα ο ν 1περισσότερη μάζα ανάπαυσης 1 r 1. Ήταν αναμενόμενο ότι η ελεύθερη ο ν 1ραδιενεργός. Αυτό το φαινόμενο ανακαλύφθηκε στην πραγματικότητα το 1950 σε ροές νετρονίων υψηλής ενέργειας που προκύπτουν σε πυρηνικούς αντιδραστήρες και χρησιμεύει ως επιβεβαίωση του μηχανισμού β-διάσπασης σύμφωνα με το σχήμα (262).

Η θεωρούμενη β-διάσπαση ονομάζεται ηλεκτρονική. Το 1934, οι Frederic και Joliot-Curie ανακάλυψαν την τεχνητή β-διάσπαση ποζιτρονίων, στην οποία το αντισωματίδιο του ηλεκτρονίου, ένα ποζιτρόνιο και ένα νετρίνο, διαφεύγει από τον πυρήνα (βλ. αντίδραση (263)). Σε αυτή την περίπτωση, ένα από τα πρωτόνια του πυρήνα μετατρέπεται σε νετρόνιο:

1 r 1 → o n 1+ + 1 ε 0+ o o (266)

Για ένα ελεύθερο πρωτόνιο, μια τέτοια διαδικασία είναι αδύνατη, για ενεργειακούς λόγους, γιατί Η μάζα ενός πρωτονίου είναι μικρότερη από τη μάζα ενός νετρονίου. Ωστόσο, στον πυρήνα, το πρωτόνιο μπορεί να δανειστεί την απαιτούμενη ενέργεια από άλλα νουκλεόνια στον πυρήνα. Έτσι, η αντίδραση (344) μπορεί να συμβεί τόσο μέσα στον πυρήνα όσο και για ένα ελεύθερο νετρόνιο, αλλά η αντίδραση (345) συμβαίνει μόνο μέσα στον πυρήνα.

Ο τρίτος τύπος b-decay είναι η K-capture. Σε αυτή την περίπτωση, ο πυρήνας συλλαμβάνει αυθόρμητα ένα από τα ηλεκτρόνια στο Κ-κέλυφος του ατόμου. Σε αυτή την περίπτωση, ένα από τα πρωτόνια του πυρήνα μετατρέπεται σε νετρόνιο σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:

1 r 1 + - 1 e 0 → o n 1 + o o (267)

Σε αυτόν τον τύπο β-διάσπασης, μόνο ένα σωματίδιο εκπέμπεται από τον πυρήνα - o o. Η σύλληψη K συνοδεύεται από χαρακτηριστική ακτινοβολία ακτίνων Χ.

Έτσι, για όλους τους τύπους β-διάσπασης που συμβαίνει σύμφωνα με τα σχήματα (265) – (267), πληρούνται όλοι οι νόμοι διατήρησης: ενέργεια, μάζα, φορτίο, ορμή, γωνιακή ορμή.

Οι μετασχηματισμοί ενός νετρονίου σε πρωτόνιο και ηλεκτρόνιο και ενός πρωτονίου σε νετρόνιο και ποζιτρόνιο προκαλούνται όχι από ενδοπυρηνικές δυνάμεις, αλλά από δυνάμεις που δρουν μέσα στα ίδια τα νουκλεόνια. Συνδέεται με αυτές τις δυνάμεις οι αλληλεπιδράσεις ονομάζονται αδύναμες.Η ασθενής αλληλεπίδραση είναι πολύ πιο αδύναμη όχι μόνο από την ισχυρή αλληλεπίδραση, αλλά και από την ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση, αλλά πολύ πιο ισχυρή από τη βαρυτική αλληλεπίδραση. Η ισχύς της αλληλεπίδρασης μπορεί να κριθεί από την ταχύτητα των διεργασιών που προκαλεί σε ενέργειες ~1 GeV, χαρακτηριστικές της στοιχειώδους σωματιδιακής φυσικής. Σε τέτοιες ενέργειες, διεργασίες λόγω ισχυρής αλληλεπίδρασης συμβαίνουν σε χρόνο ~10 -24 s, ηλεκτρομαγνητική διεργασία σε χρόνο ~10 -21 s, και ο χρόνος που χαρακτηρίζει τις διεργασίες που συμβαίνουν λόγω ασθενούς αλληλεπίδρασης είναι πολύ μεγαλύτερος: ~10 -10 s, έτσι στον κόσμο των στοιχειωδών σωματιδίων οι αδύναμες διεργασίες προχωρούν εξαιρετικά αργά.

Όταν τα σωματίδια βήτα περνούν μέσα από την ύλη, χάνουν την ενέργειά τους. Η ταχύτητα των ηλεκτρονίων β που παράγονται κατά τη διάσπαση β μπορεί να είναι πολύ υψηλή - συγκρίσιμη με την ταχύτητα του φωτός. Οι απώλειες ενέργειας τους στην ύλη συμβαίνουν λόγω ιονισμού και bremsstrahlung. Bremsstrahlungείναι η κύρια πηγή απώλειας ενέργειας για γρήγορα ηλεκτρόνια, ενώ για πρωτόνια και βαρύτερους φορτισμένους πυρήνες οι απώλειες αναστολής είναι ασήμαντες. Στο χαμηλές ενέργειες ηλεκτρονίωνη κύρια πηγή απώλειας ενέργειας είναι απώλειες ιονισμού.Υπάρχει λίγο κρίσιμη ενέργεια ηλεκτρονίων,κατά την οποία οι απώλειες διακοπής γίνονται ίσες με τις απώλειες ιοντισμού. Για το νερό είναι περίπου 100 MeV, για τον μόλυβδο - περίπου 10 MeV, για τον αέρα - αρκετές δεκάδες MeV. Η απορρόφηση μιας ροής σωματιδίων β με ίδιες ταχύτητες σε μια ομοιογενή ουσία υπακούει στον εκθετικό νόμο N = N 0 e - m x, Οπου Ν 0Και Ν– ο αριθμός των σωματιδίων β στην είσοδο και την έξοδο ενός στρώματος ύλης πάχους Χ, Μ- συντελεστής απορρόφησης. b _ η ακτινοβολία είναι ισχυρά διασκορπισμένη στην ύλη, επομένως Μεξαρτάται όχι μόνο από την ουσία, αλλά και από το μέγεθος και το σχήμα των σωμάτων στα οποία πέφτει η b _ ακτινοβολία. Η ικανότητα ιονισμού των ακτίνων β είναι μικρή, περίπου 100 φορές μικρότερη από αυτή των σωματιδίων α. Επομένως, η ικανότητα διείσδυσης των σωματιδίων β είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των σωματιδίων α. Στον αέρα, το εύρος των σωματιδίων β μπορεί να φτάσει τα 200 m, σε μόλυβδο έως και 3 mm. Δεδομένου ότι τα σωματίδια β έχουν πολύ μικρή μάζα και ένα μόνο φορτίο, η τροχιά τους στο μέσο είναι μια διακεκομμένη γραμμή.

12.4.6 γ - ακτίνες

Όπως σημειώνεται στην παράγραφο 12.4.1, οι ακτίνες γ είναι σκληρή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με έντονες σωματικές ιδιότητες. Έννοιες γ φθοράδεν υπάρχει. Οι ακτίνες γ συνοδεύουν την α- και β-διάσπαση κάθε φορά που ο θυγατρικός πυρήνας βρίσκεται σε διεγερμένη κατάσταση. Για κάθε τύπο ατομικού πυρήνα υπάρχει ένα διακριτό σύνολο συχνοτήτων ακτινοβολίας g, που καθορίζονται από το σύνολο επίπεδα ενέργειαςστον ατομικό πυρήνα. Έτσι, τα σωματίδια a- και g έχουν διακριτά φάσματα εκπομπής, και

β-σωματίδια - συνεχή φάσματα. Η παρουσία ενός ευθύγραμμου φάσματος ακτίνων γ- και α είναι θεμελιώδους σημασίας και αποτελεί απόδειξη ότι οι ατομικοί πυρήνες μπορούν να βρίσκονται σε ορισμένες διακριτές καταστάσεις.

Η απορρόφηση των ακτίνων γ από την ύλη συμβαίνει σύμφωνα με το νόμο:

Εγώ = Εγώ 0 ε - μ Χ , (268)

Οπου εγω και εγω 0 - ένταση ακτίνων γ πριν και μετά τη διέλευση από ένα στρώμα ουσίας παχύ Χ; μ – γραμμικός συντελεστής απορρόφησης. Η απορρόφηση των ακτίνων γ από την ύλη οφείλεται κυρίως σε τρεις διεργασίες: το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, το φαινόμενο Compton και το σχηματισμό ηλεκτρονίου-ποζιτρονίου. e+e-) ατμός. Να γιατί μ μπορεί να αναπαρασταθεί ως άθροισμα:

μ = μ f + μ k + μ p.(269)

Όταν ένα γ-κβάντο απορροφάται από το ηλεκτρονιακό κέλυφος των ατόμων, εμφανίζεται ένα φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, με αποτέλεσμα τα ηλεκτρόνια να διαφεύγουν από τα εσωτερικά στρώματα του ηλεκτρονιακού κελύφους. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται φωτοηλεκτρική απορρόφησηγ - ακτίνες. Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι είναι σημαντικό σε ενέργειες γ - κβαντικών ≤ 0,5 MeV. Ο συντελεστής απορρόφησης μf εξαρτάται από τον ατομικό αριθμό Ζουσίες και μήκη κύματος ακτίνων γ. Καθώς η ενέργεια των γ - κβαντών αυξάνεται όλο και περισσότερο σε σύγκριση με την ενέργεια δέσμευσης των ηλεκτρονίων σε άτομα, μόρια ή στο κρυσταλλικό πλέγμα μιας ουσίας, η αλληλεπίδραση των γ - φωτονίων με τα ηλεκτρόνια γίνεται όλο και πιο παρόμοια στη φύση της με την αλληλεπίδραση με ελεύθερα ηλεκτρόνια. Σε αυτή την περίπτωση συμβαίνει Compton σκέδασηγ - ακτίνες στα ηλεκτρόνια, που χαρακτηρίζονται από τον συντελεστή σκέδασης μ k.

Με αύξηση της ενέργειας των γ - κβαντών σε τιμές που υπερβαίνουν το διπλάσιο της ενέργειας ηρεμίας του ηλεκτρονίου 2 m o c 2 (1.022 MeV), εμφανίζεται μια ανώμαλα μεγάλη απορρόφηση ακτίνων γ, που σχετίζεται με το σχηματισμό ζευγών ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων, ειδικά σε βαριές ουσίες. Αυτή η διαδικασία χαρακτηρίζεται από τον συντελεστή απορρόφησης μ σελ.

Η ίδια η γ-ακτινοβολία έχει σχετικά ασθενή ιονιστική ικανότητα. Ο ιονισμός του μέσου πραγματοποιείται κυρίως από δευτερεύοντα ηλεκτρόνια που εμφανίζονται και στις τρεις διεργασίες. Οι ακτίνες γ είναι μια από τις πιο διεισδυτικές ακτινοβολίες. Για παράδειγμα, για πιο σκληρές ακτίνες γ, το πάχος του στρώματος μισής απορρόφησης είναι 1,6 cm σε μόλυβδο, 2,4 cm σε σίδηρο, 12 cm σε αλουμίνιο και 15 cm σε γη.

Σωματίδιο βήτα

Σωματίδιο βήτα

Σωματίδιο βήτα(σωματίδιο β), ένα φορτισμένο σωματίδιο που εκπέμπεται από τη διάσπαση βήτα. Η ροή των σωματιδίων βήτα ονομάζεται ακτίνες βήταή ακτινοβολία βήτα.

Τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια βήτα είναι ηλεκτρόνια (β −), τα θετικά φορτισμένα είναι τα ποζιτρόνια (β +).

Οι ακτίνες βήτα πρέπει να διακρίνονται από τα δευτερεύοντα και τριτογενή ηλεκτρόνια που παράγονται ως αποτέλεσμα του ιονισμού του αέρα - οι λεγόμενες ακτίνες δέλτα και ακτίνες έψιλον.

Ιδιότητες

Οι ενέργειες των σωματιδίων βήτα κατανέμονται συνεχώς από το μηδέν έως κάποια μέγιστη ενέργεια, ανάλογα με το ισότοπο που διασπάται. αυτή η μέγιστη ενέργεια κυμαίνεται από 2,5 keV (για το ρήνιο-187) έως δεκάδες MeV (για βραχύβιους πυρήνες μακριά από τη γραμμή σταθερότητας βήτα).

Ραδιοενέργεια

Σημαντικές δόσεις εξωτερικής ακτινοβολίας βήτα μπορεί να προκαλέσουν εγκαύματα ακτινοβολίας στο δέρμα και να οδηγήσουν σε ασθένεια ακτινοβολίας. Ακόμη πιο επικίνδυνη είναι η εσωτερική ακτινοβολία από βήτα-ενεργά ραδιονουκλεΐδια που εισέρχονται στο σώμα. Η ακτινοβολία βήτα έχει σημαντικά μικρότερη διεισδυτική ισχύ από την ακτινοβολία γάμμα (ωστόσο, μια τάξη μεγέθους μεγαλύτερη από την ακτινοβολία άλφα). Ένα στρώμα οποιασδήποτε ουσίας με επιφανειακή πυκνότητα της τάξης του 1 g/cm 2 (για παράδειγμα, αρκετά χιλιοστά αλουμινίου ή αρκετά μέτρα αέρα) απορροφά σχεδόν πλήρως τα σωματίδια βήτα με ενέργεια περίπου 1 MeV.

δείτε επίσης

Ίδρυμα Wikimedia. 2010.

Συνώνυμα:

Δείτε τι είναι το "beta particle" σε άλλα λεξικά:

- (σωματίδιο b), ένα ηλεκτρόνιο ή ποζιτρόνιο που εκπέμπεται κατά τη βήτα διάσπαση των ραδιενεργών πυρήνων. Αρχικά, οι ακτίνες b ονομάζονταν ραδιενεργή ακτινοβολία, πιο διεισδυτικές από τις ακτίνες a και λιγότερο διεισδυτικές από την ακτινοβολία γ... Σύγχρονη εγκυκλοπαίδεια

Σωματίδιο βήτα- (σωματίδιο β) ηλεκτρόνιο ή ποζιτρόνιο που εκπέμπεται κατά τη διάσπαση βήτα από ατομικούς πυρήνες... Ρωσική εγκυκλοπαίδεια για την προστασία της εργασίας

Σωματίδιο βήτα- (σωματίδιο b), ένα ηλεκτρόνιο ή ποζιτρόνιο που εκπέμπεται κατά τη βήτα διάσπαση των ραδιενεργών πυρήνων. Αρχικά, οι ακτίνες b ονομάζονταν ραδιενεργή ακτινοβολία, πιο διεισδυτικές από τις ακτίνες a και λιγότερο διεισδυτικές από την ακτινοβολία γάμμα. ... Εικονογραφημένο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

Ηλεκτρόνια ή ποζιτρόνια που εκπέμπονται από ατομικούς πυρήνες ή ελεύθερα νετρόνια κατά τη βήτα διάσπασή τους. Όροι πυρηνικής ενέργειας. Rosenergoatom Concern, 2010 ... Όροι πυρηνικής ενέργειας

Σωματίδια βήτα, σωματίδια βήτα... Ορθογραφικό λεξικό-βιβλίο αναφοράς

Ουσιαστικό, αριθμός συνωνύμων: 1 μόριο (128) Λεξικό Συνωνύμων ASIS. V.N. Τρίσιν. 2013… Συνώνυμο λεξικό

σωματίδιο βήτα- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Αγγλο-ρωσικό λεξικό ηλεκτρικής μηχανικής και μηχανικής ισχύος, Μόσχα, 1999] Θέματα ηλεκτρολογικής μηχανικής, βασικές έννοιες EN σωματίδιο βήτα ... Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή

σωματίδιο βήτα- beta dalele statusas T sritis chemija apibrėžtis Beta skilimo metu branduolio išspinduliuojamas elektronas arba pozitronas. ατιτικμενύς: αγγλ. σωματίδιο βήτα rus. σωματίδιο βήτα... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

σωματίδιο βήτα- beta dalelė statusas T sritis fizika atitikmenys: αγγλ. βήτα σωματίδια vok. Beta Teilchen, n rus. βήτα σωματίδιο, f pranc. particule bêta, f … Fizikos terminų žodynas

σωματίδιο βήτα- beta dalele statusas T sritis apsauga nuo naikinimo priemonių apibrėžtis Radioaktyviųjų izotopų beta skilimo produktas; elektronas ir positronas; spinduliuojama beta skilimo metu. Beta dalelės masė yra apie 7000 kartų mažesnė už alfa dalelės masę… Apsaugos nuo naikinimo priemonių enciklopedinis žodynas

Βιβλία

• Για τα προβλήματα της ακτινοβολίας και της ύλης στη φυσική. Κριτική ανάλυση των υφιστάμενων θεωριών: η μεταφυσική φύση της κβαντικής μηχανικής και η απατηλή φύση της κβαντικής θεωρίας πεδίου. Μια εναλλακτική είναι το μοντέλο των σωματιδίων που τρεμοπαίζουν, Yu.I. Petrov. Το βιβλίο είναι αφιερωμένο στην ανάλυση των προβλημάτων ενότητας και αντίθεσης των εννοιών "κύμα" και "σωματίδιο". Αναζητώντας μια λύση σε αυτά τα προβλήματα, αναλύσαμε προσεκτικά μαθηματικά θεμέλιαθεμελιώδης...