WWW.KNIGA.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Книги, пособия, учебники, издания, публикации

 

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 ||

«А. С. Чиганов ВВЕДЕНИЕ В АТОМНУЮ (КВАНТОВУЮ) ФИЗИКУ Курс лекций КРАСНОЯРСК 2010 6 ББК 22.3я 73 Ч 586 Рецензенты: А. И. Лямкин, д-р физ.-мат. наук, профессор А. В. ...»

-- [ Страница 5 ] --

Для выполнения точных измерений физических характеристик регистрируемых частиц камеру Вильсона помещают в постоянное магнитное поле. Треки частиц, движущихся в магнитном поле, оказываются искривленными (рис. 125). Радиус кривизны трека зависит от скорости движения частицы, ее массы и заряда. При известной индукции магнитного поля эти характеристики частиц могут быть определены по радиусам кривизны треков.

Пузырьковая камера. Принцип действия пузырьковой камеры состоит в следующем.

В камере находится жидкость при температуре, близкой к кипению. Быстрые заряженные частицы через тонкое окошко в стенке камеры проникают в ее рабочий объем и образуют на своем пути цепочку ионов. В тот момент, когда частицы пронизывают рабочий объем камеры, давление резко понижают и жидкость переходит в перегретое состояние. Ионы, возникающие вдоль пути следования частицы, обладают избытком кинетической энергии, за счет которой повышается температура жидкости в микроскопическом объеме вблизи каждого иона. Она вскипает, и образуются пузырьки пара вдоль траектории движения быстрой частицы через жидкость. Пузырьки пара создают след частицы (рис. 126).

В пузырьковой камере плотность жидкости значительно выше плотности газа в камере Вильсона, поэтому в ней можно более эффективно проводить изучение взаимодействия быстрых заряженных частиц с атомными ядрами. Для наполнения пузырьковых камер используют жидкий водород, пропан, ксенон и некоторые другие жидкости. Как и камеру Вильсона, пузырьковую камеру обычно помещают в постоянное магнитное поле.

Газоразрядные счетчики. Для регистрации быстрых заряженных частиц и гамма-квантов применяются счетчики Гейгера – Мюллера. Цилиндрическая трубка служит корпусом счетчика, по оси ее натянута тонкая металлическая нить, нить и корпус трубки разделены изолятором (рис. 127). Рабочий объем заполняется смесью газов, например, аргоном с примесью паров метилового спирта, при давлении около 0,1 атмосферного давления (104 Па). Для регистрации ионизирующих частиц между корпусом счетчика и нитью прикладывается высокое постоянное напряжение, нить является анодом. Пролетающая через рабочий объем счетчика заряженная частица производит на своем пути ионизацию атомов газа. Под действием электрического поля свободные электроны движутся к аноду, положительные ионы – к катоду. Напряженность электрического поля вблизи нити анода счетчика настолько велика, что свободные электроны при приближении к нему на пути между соударениями с нейтральными атомами приобретают энергию, достаточную для их ионизации. Освобожденные электроны, в свою очередь, разгоняются электрическим полем и ионизируют на своем пути новые нейтральные атомы, и процесс ионизации лавинообразно нарастает. В счетчике возникает коронный разряд, который через короткий промежуток времени прекращается.

С включенного последовательно со счетчиком резистора R через конденсатор С на вход регистрирующего устройства поступает импульс напряжения. По показаниям электронного счетного устройства определяется число заряженных частиц, зарегистрированных счетчиком.

ГЛАВА 9. ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ

Ядерной реакцией называется превращение исходного атомного ядра при взаимодействии с какой-либо частицей в другое ядро, отличное от исходного [4]. В результате осуществления ядерной реакции при образовании ядра-продукта могут испускаться частицы или гамма-кванты.

Условно ядерная реакция записывается в виде А (а, b)В или А + а В + b, где А – исходное ядро, а – бомбардирующая частица, b – испускаемая частица, В – ядро-продукт.

Общим признаком ядерной реакции и радиоактивного распада является превращение одного атомного ядра в другое. Но радиоактивный распад происходит самопроизвольно, без внешнего воздействия, а ядерная реакция вызывается воздействием бомбардирующей частицы.

Выход ядерной реакции. Ядерные реакции бывают двух типов. При одних реакциях происходит выделение энергии, на другие требуется затратить энергию.

Используя закон взаимосвязи массы и энергии, можно по разности масс частиц, вступающих в реакцию, и масс частиц, являющихся продуктами ядерной реакции, найти изменение энергии системы частиц (8.10). Если сумма масс исходного ядра и частиц, вступающих в ядерную реакцию, больше суммы масс ядра-продукта и испускаемых частиц, т. е. разность масс положительна, то энергия выделяется. Отрицательный знак разности масс свидетельствует о поглощении энергии.

Энергия, освобождающаяся при ядерной реакции, называется выходом ядерной реакции, который обычно лежит в пределах от нескольких мегаэлектронвольт до сотен мегаэлектронвольт. Это в миллионы раз превосходит выход энергии при химических реакциях.

Механизм ядерных реакций. Согласно представлениям, развитым впервые Н. Бором, ядерные реакции при не очень высоких энергиях бомбардирующих частиц протекают в два этапа. Сначала происходит поглощение частицы ядром и образование возбужденного ядра.

Энергия распределяется между всеми нуклонами ядра, на долю каждого из них при этом приходится энергия, меньшая удельной энергии связи, и они не могут покинуть ядро. Нуклоны обмениваются между собой энергией, и на одном из них или на группе нуклонов может сконцентрироваться энергия, достаточная для преодоления сил ядерной связи и освобождения из ядра. Таким образом, испускание частицы ядром происходит подобно испарению молекулы с поверхности капли жидкости. Промежуток времени от момента поглощения ядром первичной частицы до момента испускания вторичной частицы составляет примерно 10-12 с.

Деление ядер урана. В 1934 г. Ф. Жолио-Кюри высказал предположение о возможности использования энергии ядерных реакций в практических целях, если удастся осуществить цепные ядерные реакции [4]. Эта гипотеза получила экспериментальное подтверждение.

Частицами, способными к осуществлению цепной реакций, оказались нейтроны. В опытах И. Жолио-Кюри и П. Савича в 1938 г. было установлено, что при бомбардировке ядер урана нейтронами одним из продуктов ядерных реакций оказываются ядра атомов редкоземельного элемента лантана из середины таблицы Менделеева. На основании аналогичных опытов О. Ган и Ф. Штрассман в том же году высказали предположение, что после захвата нейтрона ядро урана делится на две примерно равные части. Это предположение было подтверждено независимыми экспериментами Ф. Жолио-Кюри и О. Фриша. Правильную интерпретацию этих опытов дали в 1939 г. О. Фриш и Л. Мейтнер.

Ядро урана 238U состоит из 92 протонов и 146 нейтронов. При делении ядра урана на две равные части должно получиться два ядра изотопа празеодима Pa. В ядре стабильного изотопа празеодима Pa 46 протонов и 62 нейтрона, а не 73 нейтрона, как в ядре изотопа празеодима Pa. Ядра с таким большим избытком нейтронов в природе не встречаются.

Поэтому можно было ожидать, что деление ядра урана будет сопровождаться освобождением нескольких нейтронов, которые смогут поддержать развитие цепной реакции.

Освобождение нейтронов при делении ядер урана обнаружили в 1939 г. Ф. Жолио-Кюри, X. Халбан и Л. Коварски. Оказалось, что при делении одного ядра урана на два осколка освобождается 2 или 3 нейтрона и выделяется около 200 МэВ энергии. Примерно 165 МэВ выделяется в виде кинетической энергии ядер-осколков, остальная энергия приходится на нейтроны и гамма-кванты. При благоприятных условиях освобождающиеся в первой реакции нейтроны могут попасть в другие ядра урана и вызвать их деление. При делении трех ядер урана должно освобождаться от 6 до 9 новых нейтронов, они попадут в новые ядра урана, и т. д.

Схема развития цепной реакции деления ядер урана представлена на рис. 128.

Практическое осуществление цепных реакций – не такая простая задача, как это выглядит на схеме. Нейтроны, освобождающиеся при делении ядер урана, способны вызвать деление лишь ядер изотопа урана с массовым числом 235, и для этого пригодны даже медленные (тепловые) нейтроны. Деления же ядер изотопа урана с массовым числом 238 не происходит, нейтроны просто захватываются этими ядрами. В природном уране на долю изотопа с массовым числом 238 приходится 99,3 %, а на долю изотопа с массовым числом 235 – всего лишь 0,7 %. Поэтому первый возможный путь осуществления цепной реакции деления связан с разделением изотопов урана и получением в чистом виде достаточно большого количества изотопа 235U.

Критическая масса. Необходимым условием для осуществления цепной реакции является наличие достаточно большого количества урана, так как в образцах малых размеров большинство нейтронов пролетает сквозь образец, не попав ни в одно ядро. Минимальная масса урана, достаточная для осуществления цепной реакции, называется критической массой. Для уранаона составляет примерно 50 кг. При плотности урана 1,895104 кг/м3 радиус шара такой массы равен примерно 8,5 см.

Атомная бомба. Простейший способ осуществления цепной реакции в уране- заключается в следующем: изготавливают два куска металлического урана, каждый, массой несколько меньшей критической. Цепная реакция в каждом из них в отдельности идти не может.

При быстром соединении этих кусков развивается цепная реакция и выделяется колоссальная энергия. Температура урана достигает миллионов градусов, сам уран и любые другие вещества, находящиеся поблизости, превращаются в пар. Раскаленный газообразный шар быстро расширяется, сжигая и разрушая все на своем пути. Происходит ядерный взрыв.

Первые атомные бомбы были изготовлены в США в 1945 г. Взрывами этих бомб были уничтожены японские города Хиросима и Нагасаки. При взрыве такой бомбы, какая была сброшена на Хиросиму, масса всех ядер урана, испытавших деление, равна примерно 1 кг. При этом освобождается 8,41013 Дж энергии, что эквивалентно взрыву 20 000 т тринитротолуола.

Более мощным оружием является термоядерная бомба. В ней атомная бомба служит лишь «запалом», а основная энергия выделяется при осуществлении реакции термоядерного синтеза с превращением ядер водорода в ядра гелия и в результате деления ядер урана-238 быстрыми нейтронами, освобождающимися при термоядерном синтезе.

Общие запасы ядерного оружия на Земле составляют около 50 000 единиц, общая мощность этого оружия эквивалентна примерно 15 млрд. т химических взрывчатых веществ, т.е.

3 т взрывчатки на каждого жителя Земли. Эти запасы так велики, что возникновение войны с применением даже части накопленного ядерного оружия несет угрозу глобальной катастрофы, в которой не окажется ни победителей, ни побежденных. В результате ядерной войны может погибнуть вся мировая цивилизация. Ядерный конфликт даже только между двумя странами угрожает гибелью всему человечеству на Земле.

Как показывают расчеты, пожары в городах и в лесах, которые возникнут в результате ядерных ударов, приведут к выбросу 100–200 млн. т частиц дыма в верхние слои атмосферы, на высоту до 20 км. Это облако дыма разнесется ветрами по всему земному шару и будет поглощать более 95 % потока солнечного излучения. На Земле наступит «ядерная ночь».

Мелкие частицы дыма очень медленно оседают, и поэтому «ядерная ночь» продлится несколько месяцев. За это время температура воздуха над сушей понизится на 30–40 °С, и наступит «ядерная зима», что приведет к глобальной экологической катастрофе, к гибели большей части растительности и животного мира Земли, поставит под угрозу гибели человечество.

Ядерный реактор на медленных нейтронах [4]. Управляемые цепные реакции деления ядер урана осуществляются в ядерных реакторах. Первыми ядерными реакторами были реакторы на медленных нейтронах. Большинство нейтронов, освободившихся при делении ядра урана, обладают энергией 12 МэВ. Скорость их при этом равна примерно 107 м/с, поэтому их называют быстрыми нейтронами. При таких энергиях нейтроны взаимодействуют с ядрами урана-235 и урана-238 примерно с одинаковой эффективностью. А так как ядер урана-235 мало, большая часть этих нейтронов поглощается ядрами урана-238 без деления, и цепная реакция не развивается.

Нейтроны, движущиеся со скоростями, близкими к скорости теплового движения (около 210 м/с), называются медленными, или тепловыми. Медленные нейтроны поглощаются ядрами урана-235 в 500 раз эффективнее, чем быстрые. Следовательно, для поддержания цепной ядерной реакции в природном уране скорости нейтронов должны быть уменьшены до тепловых.

Для замедления нейтронов в реакторе (рис. 129) используют специальные вещества, называемые замедлителями (обычная и тяжелая вода и графит). Ядра атомов веществазамедлителя должны обладать сравнительно небольшой массой, так как при столкновении с легким ядром нейтрон теряет больше энергии, чем при столкновении с массивным ядром.

Коэффициент размножения нейтронов. Для течения цепной реакции нет необходимости, чтобы каждый нейтрон обязательно вызывал деление ядра. Необходимо лишь, чтобы среднее число освобожденных нейтронов в данной массе урана не уменьшалось с течением времени.

Это условие будет выполнено, если коэффициент размножения нейтронов k больше или равен единице. Коэффициентом размножения нейтронов называют отношение числа нейтронов в каком-либо «поколении» к числу нейтронов предшествующего «поколения». Под сменой поколений понимают деление ядер, при котором поглощаются нейтроны старого «поколения» и рождаются новые нейтроны.

Если k 1, то число нейтронов увеличивается с течением времени или остается постоянным и цепная реакция идет. При k 1 число нейтронов убывает и цепная реакция невозможна.

Коэффициент размножения определяется следующими четырьмя факторами:

1) захватом медленных нейтронов ядрами 235U с последующим делением и захватом быстрых нейтронов ядрами 235U и 238U также с последующим делением;

2) захватом нейтронов ядрами урана без деления;

3) захватом нейтронов продуктами деления, замедлителем и конструктивными элементами установки;

4) вылетом нейтронов из делящегося вещества наружу.

Лишь первый процесс сопровождается увеличением числа нейтронов (в основном за счет деления 235U ). Все остальные приводят к их убыли. Цепная реакция в чистом изотопе 238U невозможна, так как в этом случае k 1 (число нейтронов, поглощаемых ядрами без деления, больше числа нейтронов, вновь образующихся за счет деления ядер).

Для стационарного течения цепной реакции коэффициент размножения нейтронов должен быть равен единице. Это равенство необходимо поддерживать с большой точностью. Уже при k = 1,01 почти мгновенно произойдет взрыв.

Пространство, в котором протекает цепная реакция, называют активной зоной реактора.

Для уменьшения утечки нейтронов активную зону реактора окружают отражателем нейтронов, отбрасывающим значительную часть вылетающих нейтронов внутрь активной зоны. Хорошим отражателем нейтронов является бериллий.

Управление реактором осуществляется с помощью специальных управляющих (или регулирующих) стержней, вводимых в активную зону реактора. Управляющие стержни изготавливаются из соединений бора или кадмия, эффективно поглощающих тепловые нейтроны.

Перед началом работы реактора стержни полностью вводят в его активную зону.

Поглощая значительную часть нейтронов, они делают невозможной развитие цепной ядерной реакции. Для запуска реактора управляющие стержни постепенно выводят из активной зоны до тех пор, пока выделение энергии не достигнет заданного уровня. При увеличении мощности свыше установленного уровня включаются автоматы, погружающие управляющие стержни вглубь активной зоны.

Реакторы на быстрых нейтронах. Если в качестве ядерного горючего используется уран, в котором значительно увеличено содержание изотопа 235U, то ядерный реактор может работать без использования замедлителя на быстрых нейтронах, освобождающихся при делении ядер. В таком реакторе более 1/3 нейтронов, освобождающихся при цепной реакции, может поглощаться ядрами изотопа урана-238, вследствие чего возникают ядра изотопа уранаЯдра нового изотопа бета-радиоактивны. В результате бета-распада образуется ядро девяносто третьего элемента таблицы Менделеева – нептуния. Ядро нептуния, в свою очередь, путем бета-распада превращается в ядро девяносто четвертого элемента — плутония:

Таким образом, ядро изотопа урана-238 после поглощения нейтрона самопроизвольно превращается в ядро изотопа плутония 239 Pu.

Плутоний-239 по способности к взаимодействию с нейтронами очень похож на изотоп урана-235. При поглощении нейтрона ядро плутония делится и испускает 3 нейтрона, способных поддерживать развитие цепной реакции. Следовательно, реактор на быстрых нейтронах является не только установкой для осуществления цепной реакции деления ядер изотопа уранано и одновременно установкой для получения из широко распространенного и относительно дешевого изотопа урана-238 нового ядерного горючего – плутония-239. На 1 кг израсходованного урана-235 в реакторе на быстрых нейтронах можно получить более килограмма плутония-239, который может быть, в свою очередь, использован для осуществления цепной реакции и получения новой порции плутония из урана.

Таким образом, ядерный реактор на быстрых нейтронах может одновременно служить энергетической установкой и реактором – размножителем ядерного горючего, позволяющим в конечном счете использовать для получения энергии не только редкий изотоп урана-235, но и изотоп урана-238, которого в природе в 140 раз больше.

Атомные электростанции [4]. Для практического использования энергии, освобождающейся при осуществлении цепной реакции, необходимо преобразование кинетической энергии осколков ядер урана в другие виды энергии. Наиболее удобной для осуществления дальнейших преобразований является электрическая энергия. Для ее получения с помощью реактора служат атомные электростанции (АЭС).

На атомной электростанции вывод энергии, выделяющейся в активной зоне реактора, осуществляется с помощью жидкого или газообразного вещества, называемого теплоносителем. Теплоноситель не должен сильно поглощать нейтроны, чтобы не препятствовать развитию цепной реакции. Наиболее часто в качестве теплоносителя используется обычная вода.

Ядерное горючее в реакторе содержится в металлических трубках, называемых тепловыделяющими элементами (ТВЭЛ). Внутри ТВЭЛов пропускается теплоноситель. При делении ядер стенки трубок нагреваются. Вода, используемая в качестве теплоносителя, нагревается стенками ТВЭЛов до температуры около 300 °С под давлением около 107 Па и с помощью насосов выводится из активной зоны реактора. Горячая вода вне активной зоны реактора протекает по тонким трубам внутри труб большего диаметра, куда накачивается холодная вода. Эта вода нагревается через стенки тонких труб горячей водой, выводимой из активной зоны реактора, и превращается в пар. Водяной пар с температурой около 230 °С под давлением 3106 Па направляется на лопатки паровой турбины. Паровая турбина вращает ротор электрогенератора (рис. 130).

Ядерная энергетика была поставлена на службу мира впервые в нашей стране. 27 июня 1954 г. дала ток первая в мире атомная электростанция мощностью 5 МВт (г. Обнинск).

Себестоимость электроэнергии, вырабатываемой на крупных атомных электростанциях, ниже себестоимости электроэнергии, вырабатываемой на тепловых электростанциях.

Атомные электростанции и охрана окружающей среды. Несмотря на известные опасности, а также предубеждение населения, ядерная энергетика развивается во всем мире главным образом из-за того, что близки к полному исчерпанию возможности дальнейшего развития гидроэнергетики, истощаются запасы химического горючего в промышленно развитых странах.

Термоядерные реакции [4]. Энергия за счет ядерных реакций освобождается не только в реакциях деления тяжелых ядер, но и при соединении легких атомных ядер.

Для соединения одноименно заряженных протонов необходимо преодолеть кулоновские силы отталкивания. Это возможно при достаточно больших скоростях сталкивающихся частиц, т. е. при высокой температуре плазмы, порядка 107 – 108 К. Необходимые условия для синтеза ядер гелия из протонов имеются в недрах Солнца и звезд. На Земле термоядерная реакция синтеза осуществляется при термоядерных взрывах.

Синтез гелия из легкого изотопа водорода происходит при температуре около 108 К, а для синтеза гелия из тяжелых изотопов водорода, дейтерия и трития требуется нагревание плазмы примерно до 5107 К.

Возможные реакции:

Так, например, в реакции слияния ядер дейтерия и трития:

выделяется 3,5 МэВ/нуклон. В целом в этой реакции выделяется 17,6 МэВ. Это одна из наиболее перспективных термоядерных реакций.

При синтезе 1 г гелия из дейтерия и трития выделяется энергия 4,2 1011 Дж. Такая энергия выделяется при сжигании 10 т дизельного топлива. Запасы водорода на Земле практически неисчерпаемы, поэтому использование энергии термоядерного синтеза в мирных целях является одной из важнейших задач современной науки и техники.

Управляемую термоядерную реакцию синтеза гелия из тяжелых изотопов водорода предполагается осуществить, нагревая плазму путем пропускания электрического тока через нее. Для удержания нагретой плазмы от соприкосновения со стенками камеры А. Д. Сахаров и И. Е. Тамм предложили использовать магнитные поля особой конфигурации. На экспериментальной установке «Токамак-10» российским физикам удалось нагреть плазму до температуры 1,3107 К. Принцип действия токамака ясен из рис. 131, где введены обозначения:

1 – тороидальная камера, в которой создается плазма 3; 2 – обмотка, создающая стабилизирующее магнитное поле; 4 – магнитопровод; 5 – обмотка магнитопровода, создающая переменный магнитный поток; 6 – обмотка катушки, создающая продольное магнитное поле с индукцией В2 при протекании тока I2; 7 – патрубок, через который происходит откачка плазмы и наблюдение за ней.

Второй возможный путь – нагревание водорода с помощью лазерного излучения. Для этого световые пучки от нескольких мощных лазеров должны быть сфокусированы на стеклянном шарике, внутри которого заключена смесь тяжелых изотопов дейтерия и трития. В экспериментах на лазерных установках уже получена плазма с температурой в несколько десятков миллионов кельвин.

Поскольку еще не создано полной теории, которая описывала бы все свойства атомных ядер, в настоящее время в ядерной физике используют несколько моделей, объясняющих отдельные характерные особенности ядра [7]. Здесь мы сначала рассмотрим модель жидкой капли. В жидкости энергия связи двух молекул не зависит от присутствия других молекул. Так же ведут себя и ядерные силы, для которых наблюдается эффект насыщения (о нем мы говорили выше). Энергия связи в расчете на один нуклон остается почти постоянной для ядер с массовыми числами А 20, лишь немного уменьшаясь с ростом А.

В 1935 г. немецкий физик К. Ф. Вейцзекер предложил следующую полуэмпирическую формулу для энергии связи ядра типа Z, N, А:

причем постоянные в формуле равны: а = 15,8, b = 17,8, с = 0,71 и d = 23,7. Значения постоянной указаны в таблице 9:

По этой формуле энергия связи определяется в мегаэлектронвольтах.

Первое слагаемое в формуле (26.12) (Ес = аА) представляет так называемый объемный эффект. Чем больше полное число нуклонов А, тем труднее оторвать отдельный протон или нейтрон от ядра. Энергия связи прямо пропорциональна полному числу нуклонов точно так же, как энергия, необходимая для превращения определенного количества жидкости в пар, оказывается пропорциональной массе жидкости.

Нуклоны на поверхности ядра не со всех сторон окружены другими нуклонами. Возникает так называемый поверхностный эффект, выражаемый вторым слагаемым в формуле (9.4) (Е2=bА2/3), подобный поверхностному натяжению в жидкостях. Поскольку поверхностный эффект стремится уменьшить энергию связи ядра, он входит в формулу (9.4) со знаком «минус».

Еще один эффект, который уменьшает энергию связи, – это кулоновское электростатическое отталкивание. Так как каждая заряженная частица в ядре отталкивает электрическими силами все другие заряженные частицы, то указанная энергия прямо пропорциональна числу пар заряженных частиц в ядре, т. е. Z(Z – 1)/2, где Z – протонное число ядра (рис. 132). Энергия взаимодействия между протонами, кроме того, обратно пропорциональна расстоянию между ними. Таким образом, энергия электростатического кулоновского отталкивания равна:

где R мы заменили на радиус ядра г0А1/3. Поскольку обсуждаемый эффект дестабилизирует ядро, он входит в формулу (26.12) со знаком «минус».

Слагаемое Еа = возникло от отсутствия симметрии, т. е. от того, что число протонов не равно числу нейтронов в ядре. Для самого стабильного ядра должно было бы выполняться равенство N = Z. При отклонениях от него возникает «асимметрия» N – Z = A – 2Z, которая дестабилизирует атомное ядро. По этой причине указанное слагаемое входит в формулу (9.4) тоже со знаком «минус».

Просто поправочное слагаемое, представляющее, как говорят, энергию спаривания, равно: Ер = ±. Его следует добавлять в формулу (9.4), если А четное. Слагаемое это вводится для того, чтобы добиться полного согласия полуэмпирической формулы с результатами экспериментов. Если А нечетное, никакой поправки вводить не надо.

Из формулы (9.4) для энергии связи атомного ядра в расчете на один нуклон получаем формулу (рис. 133, 134).

Рис. 133. Вклад различных факторов в удельную энергию связи ядра Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом [4]. В веществе быстрые заряженные частицы взаимодействуют с электронными оболочками и ядрами атомов.

В результате взаимодействия с быстрой заряженной частицей электрон получает дополнительную энергию и переходит на один из удаленных от ядра энергетических уровней или совсем покидает атом. В первом случае происходит возбуждение, во втором – ионизация атома.

При прохождении вблизи атомного ядра быстрая частица испытывает торможение в его электрическом поле. Торможение заряженных частиц сопровождается испусканием квантов тормозного рентгеновского излучения. Наконец, возможно упругое и неупругое соударение заряженных частиц с атомными ядрами.

Длина пробега частицы зависит от ее заряда, массы, начальной энергии, а также от свойств среды, в которой частица движется. Пробег увеличивается с возрастанием начальной энергии частицы и уменьшением плотности среды. При одинаковой начальной энергии массивные частицы обладают меньшими скоростями, чем легкие. Медленно движущиеся частицы взаимодействуют с атомами более эффективно и быстрее растрачивают имеющуюся у них энергию.

Проникающую способность бета-частиц обычно характеризуют минимальной толщиной слоя вещества, полностью поглощающего все бета-частицы. Например, от потока бета-частиц, максимальная энергия которых 2 МэВ, полностью защищает слой алюминия толщиной 3,5 мм.

Альфа-частицы, обладающие значительно большей массой, чем бета-частицы, при столкновениях с электронами атомных оболочек испытывают очень небольшие отклонения от своего первоначального направления и движутся почти прямолинейно. Пробеги альфа-частиц в веществе очень малы. Например, у альфа-частицы с энергией 4 МэВ длина пробега в воздухе примерно 2,5 см, в воде или в мягких тканях животных и человека – сотые доли миллиметра.

Благодаря небольшой проникающей способности, альфа- и бета-излучения обычно не представляют большой опасности при внешнем облучении. Плотная одежда может поглотить значительную часть бета-частиц и совсем не пропускает альфа-частицы. Однако при попадании внутрь человеческого организма с пищей, водой и воздухом или при загрязнении радиоактивными веществами поверхности тела альфа- и бета-излучения могут причинить человеку серьезный вред.

Нейтроны, не имеющие электрического заряда, при движении в веществе не взаимодействуют с электронными оболочками атомов. При столкновениях с атомными ядрами они могут выбивать из них заряженные частицы, которые ионизируют и возбуждают атомы среды.

Гамма-кванты взаимодействуют в основном с электронными оболочками атомов, передавая часть своей энергии электронам, – это явления фотоэффекта, эффекта Комптона или рождения электронно-позитронных пар. Возникающие быстрые электроны производят ионизацию атомов среды.

Пути пробега гамма-квантов и нейтронов в воздухе измеряются сотнями метров, в твердом веществе – десятками сантиметров и даже метрами. Проникающая способность гаммаизлучения увеличивается с ростом энергии гамма-квантов и уменьшается с увеличением плотности вещества-поглотителя. В таблице 10 приведены в качестве примера значения толщины слоев воды, бетона и свинца, ослабляющих потоки гамма-излучения различной энергии в десять раз.

Толщина слоя вещества, ослабляющего поток гамма-излучения в Энергия, гаммараз, см квантов, Мэв Потоки гамма-квантов и нейтронов – наиболее проникающие виды ионизирующих излучений, поэтому при внешнем облучении они представляют для человека наибольшую опасность.

Поглощенная доза ионизирующего излучения. Универсальной мерой воздействия любого вида излучения на вещество является поглощенная доза излучения, равная отношению энергии, переданной ионизирующим излучением веществу, к массе вещества:

За единицу поглощенной дозы в СИ принят грей (Гр). 1 Гр равен поглощенной дозе излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж:

Используется внесистемная единица: 1 рад = 0,01 Гр. Отношение поглощенной дозы излучения ко времени облучения называется мощностью дозы излучения:

Единица мощности поглощенной дозы в СИ – грей в с е к у н ду (Гр/с).

Экспозиционная доза. Физическое воздействие любого ионизирующего излучения на вещество связано прежде всего с ионизацией атомов и молекул. Количественной мерой действия ионизирующего излучения служит экспозиционная доза, которая характеризует ионизирующее действие излучения на воздух. Экспозиционная доза равна отношению электрического заряда ионов одного знака, возникающих в сухом воздухе при его облучении фотонами, к массе воздуха:

В СИ единицей экспозиционной дозы является к у л о н на к и л о г р а м м (Кл/кг). 1 Кл/кг равен такой дозе, при которой в сухом атмосферном воздухе массой 1 кг создаются ионы, несущие электрический заряд каждого знака, равный 1 Кл.

До сих пор употребляется внесистемная единица экспозиционной дозы – р е н т г е н (Р):

При экспозиционной дозе 1 Р в 1 см3 сухого воздуха при нормальном давлении образуется около 2 109 пар ионов. Такая доза накапливается за 1 ч на расстоянии 1 м от радиоактивного препарата радия массой 1 г.

При облучении мягких тканей человеческого организма рентгеновским или гаммаизлучением экспозиционной дозе 1 Р соответствует поглощенная доза 8,8 мГр. Итак, 1 Р = 8,8 10-3 Гр 0,01 Гр; 1 Гр = 113,6 Р 100 Р.

Относительная биологическая эффективность. Биологическое влияние различных видов излучения на организмы животных и растений неодинаково при одинаковой поглощенной дозе излучения. Например, поглощенная доза излучения 1 Гр от альфа-частиц оказывает на живой организм примерно такое биологическое действие, как поглощенная доза 20 Гр рентгеновского или гамма-излучения. Различие биологического действия разных видов излучения характеризуется коэффициентом относительной биологической эффективности (ОБЭ), или коэффициентом качества k. Для рентгеновского и гамма-излучения k = 1, для тепловых нейтронов k = 3, для нейтронов с кинетической энергией 0,5 МэВ k = 10, с энергией 5 МэВ k = 7.

Эквивалентная доза. Поглощенная доза D, умноженная на коэффициент качества k, характеризует биологическое действие поглощенной дозы и называется эквивалентной дозой Единицей эквивалентной дозы в СИ является з и в е р т (Зв). 1 Зв равен эквивалентной дозе, при которой поглощенная доза равна 1 Гр и коэффициент качества равен единице.

Используется внесистемная единица – биологический эквивалент рентгена: 1 бэр = 0,01 Зв.

Биологическое действие ионизирующих излучений. Основа физического воздействия ядерных излучений на живые организмы – ионизация атомов и молекул в клетках.

При облучении человека смертельной дозой гамма-излучения, равной 6 Гр, в его организме выделяется энергия, равная примерно:

Такая энергия передается организму человека одной чайной ложкой горячей воды.

Поскольку эта энергия мала, естественно предположить, что тепловое воздействие ионизирующей радиации не является непосредственной причиной лучевой болезни и гибели человека. Действительно, основной механизм биологического воздействия ионизирующей радиации на живой организм обусловлен химическими процессами, происходящими в живых клетках после их облучения.

Организм млекопитающего состоит примерно на 75 % из воды. При дозе 6 Гр в 1 см ткани происходит ионизация примерно 1015 молекул воды. Процессы ионизации и химических взаимодействий продуктов ионизации происходят в клетке за миллионные доли секунды.

Биохимические изменения в клетке, обусловленные образованием новых молекул, чуждых нормальной клетке, начинаются сразу после момента облучения, но не завершаются за короткое время. Некоторые следствия биохимических изменений в клетке проявляются уже через несколько секунд после облучения, другие могут привести к гибели клетки или ее раковому перерождению через десятилетия.

Одно из первых следствий действия облучения на живую клетку – нарушение ее функции деления как самой сложной. Поэтому в первую очередь нарушаются функции органов и тканей организма, в которых происходит деление клеток, образование новых клеток.

Острое поражение. Острым поражением называют повреждение живого организма, вызванное действием больших доз облучения и проявляющееся в течение нескольких часов или дней после облучения. Первые признаки общего острого поражения организма взрослого человека обнаруживаются начиная примерно с 0,5–1,0 Зв. Эту эквивалентную дозу можно считать пороговой для общего острого поражения при однократном облучении. При такой эквивалентной дозе начинаются нарушения в работе кроветворной системы человека. При эквивалентных дозах облучения всего тела 3–5 Зв около 50 % облученных умирает от лучевой болезни в течение 1–2 месяцев. Главной причиной гибели людей при таких дозах облучения является поражение костного мозга, приводящее к резкому снижению числа лейкоцитов в крови. При дозах облучения в 10–50 Зв смерть наступает через 1–2 недели от кровоизлияний в желудочно-кишечном тракте. Эти кровоизлияния происходят в результате гибели клеток слизистых оболочек кишечника и желудка.

Отдаленные последствия облучения. Значительная часть повреждений, вызванных радиацией в живых клетках, является необратимыми. Эти повреждения увеличивают вероятность возникновения различных заболеваний, из которых наиболее опасны раковые заболевания. Средняя продолжительность времени от момента облучения до гибели от лейкоза составляет 10 лет.

Вероятность возникновения ракового заболевания увеличивается пропорционально дозе облучения. Эквивалентная доза облучения 1 Зв в среднем приводит к 2 случаям лейкоза, случаям рака щитовидной железы, 10 случаям рака молочной железы у женщин, 5 случаям рака легких на 1000 облученных. Раковые заболевания других органов под действием облучения возникают значительно реже.

Естественный фон облучения. Проблема биологического влияния ионизирующих излучений на живые организмы и установления значений относительно безопасных доз облучения тесно связана с фактом существования естественного фона ионизирующей радиации на поверхности Земли. Радиоактивность не была изобретена учеными, а была лишь открыта ими. Суть дела заключается в том, что в любом месте на поверхности Земли, под землей, в воде, в атмосферном воздухе и в космическом пространстве существует ионизирующая радиация различных видов и разного происхождения. Эта радиация была, когда еще не было жизни на Земле, есть сейчас и будет, когда погаснет Солнце. В условиях существования естественного радиационного фона возникла жизнь на Земле и прошла путь эволюции до своего настоящего состояния. Поэтому можно с уверенностью сказать, что дозы облучения, близкие к уровню естественного фона, не представляют сколько-нибудь серьезной опасности для живых организмов.

Чем же обусловлено существование естественного фона радиации и каково значение фоновой дозы облучения? В большинстве мест на Земле значительная часть дозы естественного фона обусловлена внешним облучением, создаваемым гамма-излучением естественных радиоактивных изотопов земной коры – урана, тория, калия и ряда других элементов. Мощность дозы внешнего облучения зависит от типа пород земной коры в данной местности, от материалов, из которых построены здания. Наибольшей радиоактивностью обладают гранитные породы и стены каменных зданий, наименьшей – стены деревянных зданий. Доза внешнего фонового гамма-излучения колеблется в большинстве мест от 0,3 до 0,6 мЗв за 1 год.

Однако есть местности на Земле с уровнем внешнего гамма-облучения, существенно более высоким, достигающим 8–15 мЗв в год. Это местности, в которых почвы содержат большое количество урана и тория. Среднее значение эквивалентной дозы от внешнего фонового гаммаизлучения можно принять равным 0,4 мЗв в год.

Второй источник облучения – космическое излучение. Космическим излучением у поверхности Земли (вторичное космическое излучение) называют поток гамма-квантов и быстрых заряженных частиц – электронов и мюонов, возникающих в атмосфере под действием первичного космического излучения, которое состоит в основном из протонов, приходящих из космоса. Земная атмосфера, эквивалентная десятиметровому слою воды, поглощает большую часть частиц и квантов космического излучения и надежно защищает все живое на Земле от его воздействия. На уровне моря доза облучения составляет 0,3 мЗв за 1 год. При подъеме в верхние слои атмосферы мощность потока космического излучения возрастает. На высоте 3000 м над уровнем моря она увеличивается примерно в три раза.

Кроме внешнего облучения, каждый живой организм подвергается внутреннему облучению. Оно обусловлено тем, что с пищей, водой и воздухом в организм попадают различные химические элементы, обладающие естественной радиоактивностью: углерод, калий, уран, торий, радий, радон. Воздействие бета-частиц и гамма-излучения радиоактивного калия и углерода обусловливает дозу примерно 0,2 мЗв за 1 год.

Кроме радиоактивных изотопов углерода и калия, в организм человека попадают химические элементы радиоактивных рядов урана и тория. Количество этих элементов в организме человека сильно зависит от употребляемой им пищи. В целом среднее значение эквивалентной дозы облучения, обусловленной естественными радиоактивными изотопами, попадающими в организм человека с пищей и водой, составляет примерно 0,3 мЗв за 1 год.

Наиболее значительный вклад в дозу внутреннего облучения в большинстве мест на Земле вносит радиоактивный радон и продукты его распада, попадающие в организм человека при дыхании. Радон постоянно образуется в почве повсеместно на Земле. Это инертный газ, поэтому в почве он не удерживается и постепенно выходит в атмосферу. Концентрация радона повышается в закрытых непроветриваемых помещениях, особенно высока она в подвальных помещениях, в нижних этажах зданий, близких к почве. В большинстве домов удельная активность радона и продуктов его распада составляет около 50 Бк/м3, что примерно в 25 раз выше среднего уровня удельной активности атмосферного воздуха вне зданий.

Среднее значение годовой эквивалентной дозы облучения, обусловленной радоном и продуктами его распада, составляет 1 мЗв. Это примерно половина средней годовой дозы облучения, получаемой человеком от естественных источников радиации. Таким образом, среднее значение эквивалентной дозы облучения, обусловленной естественным радиационным фоном, составляет около 2 мЗв за 1 год.

В настоящее время все люди на Земле подвержены действию ионизирующей радиации не только естественного, но и искусственного происхождения. К искусственным источникам радиации, созданным человеком, относятся рентгеновские диагностические и терапевтические установки, различные средства автоматического контроля и управления, использующие радиоактивные изотопы, ядерные энергетические и исследовательские реакторы, ускорители заряженных частиц и различные высоковольтные электровакуумные приборы, отходы тепловых и атомных электростанций, продукты ядерных взрывов.

Из всех искусственных источников ионизирующей радиации для большинства людей наибольшую роль играют источники рентгеновского излучения, используемые в медицине.

Средняя эквивалентная доза, получаемая человеком за год в промышленно развитых странах, составляет около 1 мЗв, т. е. около половины дозы естественного фона.

Ядерные взрывы. Ядерные взрывы, производимые с 1945 г. в атмосфере и под водой, привели к загрязнению атмосферы Земли и земной поверхности радиоактивными продуктами деления ядер урана. Среди продуктов деления ядер урана наибольшую роль в длительном облучении играют радиоактивные изотопы стронция-90 и цезия-137 с периодами полураспада около 30 лет. Эти изотопы усваиваются из почвы растениями, затем с пищей попадают в организм человека и надолго задерживаются в его тканях и органах, подвергая организм внутреннему облучению.

Биологическое влияние малых доз излучения. Приносят ли дозы ионизирующего излучения, сравнимые с естественным фоном, какой то ущерб здоровью человека? На этот вопрос невозможно дать точный и однозначный ответ, подобно тому как нельзя дать однозначный ответ на вопрос о влиянии на организм человека обычного солнечного света.

Солнечный свет, безусловно, необходим человеку, без него жизнь на Земле невозможна. Но ультрафиолетовое излучение Солнца может вызвать ожог кожи, быть причиной заболеваний кожи и крови.

Аналогична картина и с естественным фоном ионизирующей радиации. С одной стороны, человек как вид появился на Земле в результате эволюции живой природы. Необходимыми условиями эволюции являются изменчивость и естественный отбор. Изменчивость есть следствие мутаций генов, а одним из факторов, вызывающих мутации, является естественный фон ионизирующей радиации. По современным представлениям, без участия естественного радиационного фона, вероятно, не было бы и жизни на Земле в настоящем ее виде. Поэтому нет оснований сетовать на судьбу, что нам досталась планета, содержащая в себе радиоактивные изотопы. Не будь радиоактивности и космического излучения, видимо, не было бы и человека на Земле.

Но, может, естественный фон ионизирующей радиации был полезным для эволюции жизни на ранних этапах ее развития, но вреден сейчас? Против такого предположения свидетельствует ряд фактов. Опыты с растениями показали, что если их практически полностью защитить от внешнего ионизирующего излучения, удалить из почвы естественные радиоактивные изотопы, то развитие растений замедляется, их продуктивность снижается.

Многократно повторенные опыты показали, что небольшие дозы излучения, сравнимые с уровнем естественного фона, стимулируют развитие растений. Сходные результаты получены и в опытах на животных. Безвредность малых доз облучения для человеческого организма подтверждается исследованиями средней продолжительности жизни людей в зависимости от уровня естественного фона ионизирующей радиации.

Предельно допустимые дозы. Люди некоторых профессий подвергаются дополнительному облучению ионизирующей радиацией – врачи-рентгенологи, работники атомных электростанций, ученые и технический персонал, работающие в области ядерной физики и физики элементарных частиц, космонавты. Полностью устранить дополнительное действие ионизирующей радиации на их рабочих местах оказывается невозможным. Поэтому нужно было определить допустимую границу дополнительной дозы облучения.

Предельно допустимой дозой (ПДД) облучения для лиц, профессионально связанных с использованием источников ионизирующей радиации, является 50 мЗв за год. Этот уровень облучения был принят за допустимый на том основании, что он близок к уровню естественного радиационного фона в некоторых местах на Земле и никаких отрицательных последствий для человека при действии таких доз не обнаружено. Санитарными нормами установлен допустимый уровень разового аварийного облучения для населения – 0,1 Зв. Это примерно равно дозе фонового облучения человека за всю жизнь.

В качестве предельно допустимой дозы систематического облучения населения установлена эквивалентная доза облучения 5 мЗв за год, т. е. 0,1 ПДД.

За все время жизни человека (в среднем 70 лет) допустимая доза облучения для населения составляет: 5 мЗв/год 70 лет = 350 мЗв = 0,35 Зв = 35 бэр.

Радиофобия. Паническую боязнь любого ионизирующего излучения в любом количестве называют радиофобией (от греч. phobos – страх). Неразумно выбегать из комнаты, в которой работает счетчик Гейгера и регистрирует естественный радиоактивный фон. Он лишь регистрирует то, что есть в природе. Неразумно пугаться радиоактивного препарата, от которого счетчик регистрирует 100 или даже 1000 импульсов в минуту. Нужно понимать, что такой препарат не более опасен, чем любой человек, так как в теле человека происходит примерно 5105 распадов в минуту. Скорость счета счетчика почти не увеличивается при приближении к нему человека не потому, что человек не радиоактивен, а лишь потому, что практически все бета-частицы, испускаемые радиоактивными ядрами в теле человека, поглощаются в тканях его организма.

Радиофобия в настоящее время распространилась на телевизор как источник рентгеновского излучения и на самолет как транспортное средство, выносящее человека в верхние слои атмосферы, где более высок уровень космического излучения. Телевизор действительно является источником рентгеновского излучения, но очень мягкого и малой мощности. При ежедневном просмотре телевизионных программ по три-четыре часа в день за год будет получена доза порядка 10-5 Зв. Это в 100–200 раз меньше уровня естественного фона.

Полет в современном самолете на расстояние 2000 км обусловливает примерно такое же облучение, т. е. одну сотую долю среднего значения уровня естественного облучения в год.

Уменьшение дозы излучения при необходимости работы с источником ионизирующего излучения может быть осуществлено тремя путями: увеличением расстояния от источника;

уменьшением времени пребывания около источника; установкой экрана, поглощающего излучение. При удалении от точечного источника доза излучения убывает обратно пропорционально квадрату расстояния.

1. С ц и н т и л л я ц и о н н ы е с ч е т ч и к и [3]. Непосредственное визуальное наблюдение слабых сцинтилляций весьма утомительно и применялось в таком виде лишь на заре исследований радиоактивности. В настоящее время глаз заменили фотоумножители с электрической регистрацией импульсов, создаваемых частицами. Схема такого сцинтилляционного счетчика изображена на рис. 135. Прозрачный кристалл из антрацена, йодистого натрия или другого сцинтиллирующего вещества является приемником радиоактивных излучений. Частица большой энергии А, пролетая через кристалл, создает в нем слабую вспышку. Кратковременная вспышка света воздействует на катод фотоумножителя Ф и вырывает из него электроны. Эти фотоэлектроны за счет вторичной электронной эмиссии из промежуточных катодов «размножаются» и дают на выходе импульс тока. Этот импульс через специальную радиотехническую схему передается на электромеханический счетчик импульсов 2. И о н и з а ц и о н н а я к а мера. Измерение ионизации газа служит обычно для исследования интенсивных потоков частиц большой энергии. Ионизационная камера представляет собой сосуд, наполненный газом, с двумя электродами, на которые подается постоянное напряжение (рис. 136). Частицы большой энергии, проникающие через стенки камеры, создают внутри последней постоянную ионизацию. При изучении несамостоятельного разряда в газе указывалось, что в не слишком сильных полях стационарная концентрация образующихся ионов п и ток I, текущий через камеру, пропорциональны интенсивности ионизации, т. е. числу быстрых частиц N, попадающих в камеру за единицу времени, и их энергии. При постоянной энергии Благодаря малой пробивной способности -частиц, для изучения ионизации, создаваемой последними, необходимо излучатель помещать внутрь ионизационной камеры.

3. Если повысить приложенное к электродам напряжение, то число ионов и ток возрастают вследствие ударной ионизации в объеме. При не слишком больших напряжениях ток пропорционален ионизации. Такой п р о п о р ц и о н а л ь н ы й с ч е т ч и к обычно выполняется в виде цилиндрического конденсатора, в котором интенсивная ударная ионизация происходит вблизи центральной нити, где градиент потенциала максимален.

4. С ч е т ч и к Г е й г е ра. Этот прибор, так же как и сцинтилляционный счетчик, регистрирует прохождение через него отдельных частиц. Счетчик -частиц представляет собой металлическую тонкостенную трубку, вдоль оси которой протянута металлическая нить (рис. 137). Между нитью и стенками трубки приложена значительная разность потенциалов U 800–1000 в. Давление в трубке пониженное – для увеличения длины свободного пробега и облегчения ударной ионизации газа.

Проникающие внутрь трубки быстрые -частицы ионизуют атомы газа на своем пути.

Возникающие свободные электроны, ускоряясь электрическим полем между нитью и стенками, производят дальнейшую ионизацию, приводящую к пробою газа, – происходит электрический разряд. Счетчик включается в специальную схему так, чтобы возникший в нем ток быстро обрывался. После гашения разряда происходит рекомбинация ионов, и счетчик вновь готов к действию. Прошедший импульс тока после соответствующего усиления регистрируется специальной пересчетной схемой или электромеханическим счетчиком. Этот прибор позволяет отсчитывать до нескольких тысяч проходящих через него частиц в секунду.

При регистрации -лучей стенки трубки делаются стеклянными и покрываются изнутри металлом. Проходящие через счетчик фотоны могут выбивать из его стенок быстрые электроны, создающие ионизацию газа и регистрируемые счетчиком.

5. К а м е р а В и л ь с о н а. В отличие от описанных приборов, камера Вильсона позволяет наблюдать и фотографировать путь, проходимый заряженной частицей в газе.

Простейшая камера представляет собой цилиндр с подвижным дном (поршнем), закрытый стеклянной крышкой. Цилиндр наполнен воздухом при атмосферном давлении или аргоном, насыщенным парами воды или спирта. При резком опускании поршня происходит адиабатное расширение и охлаждение газа, пары переходят в пересыщенное состояние и легко конденсируются на ионах. Если сквозь камеру пролетит быстрая заряженная частица, то на цепочке ионов, образовавшейся на ее пути, осядут крохотные капельки жидкости, образующие вдоль пути тоненькую ниточку тумана, хорошо видимую и легко фотографируемую. Для удобства наблюдения белой ниточки тумана поверхность поршня (дно камеры) чернят.

По характеру следа можно определить сорт пролетевшей через камеру частицы. Так, тяжелая -частица оставляет сплошной жирный след, быстрая -частица – тонкий, а при малой скорости – извилистый и т. д.

Камера может срабатывать не больше 2–3 раз в минуту: необходимо время на испарение образовавшихся капелек и рекомбинацию ионов. Так как время пролета заряженной частицы (рис. 138) через камеру неизвестно, то часто комбинируют камеру Вильсона (кВ) со счетчиками Гейгера (Г–М) и киноаппаратами (К). Прохождение частицы через камеру Вильсона регистрируется телескопом из счетчиков. Импульс тока после должного усиления используется для срабатывания прибора – расширения камеры и производства одного снимка кинокамерой.

При необходимости восстановить пространственную форму следа снимки производятся двумя кинокамерами, оси которых образуют угол в 90°.

обращение камеры Вильсона. Если заполнить камеру каким-либо веществом (пропан, водород и др.) при давлении р, превышающем упругость насыщенного пара рнас при данной температуре Т, то все вещество будет находиться в жидком состоянии (если, конечно, температура ниже критической). При резком уменьшении давления до р рнас жидкость должна закипеть, и в ней появятся пузырьки пара. Эти пузырьки возникают в первую очередь на ионах, образовавшихся вдоль пути частицы большой энергии, и дают след ее траектории, который можно сфотографировать.

Пузырьковую камеру целесообразно применять при изучении частиц очень больших энергий. Так как плотность вещества в камере Вильсона мала (газ), то след такой частицы в камере представляет лишь малый участок ее траектории. Плотность жидкости в пузырьковой камере в тысячи раз больше плотности газа, и торможение происходит в тысячи раз быстрее, так что след в пузырьковой камере эквивалентен следу в камере Вильсона, увеличенному в тысячи раз.

7. Т о л с т о с л о й н ы е ф о т о э м у л ь с и и. Быстрые заряженные частицы производят на зерна фотоэмульсии такое же действие, как и кванты света. В силу того что плотность вещества эмульсии в тысячи раз превышает плотность воздуха, след быстрой частицы в эмульсии в тысячи раз короче следа в воздухе и при энергии последней до 10 Мэв имеет длину, не превышающую обычно десятые доли миллиметра. Если сделать слой фотоэмульсии достаточно толстым – до 0,10–1 мм, то в такой эмульсии можно наблюдать весь след быстрой частицы целиком.

Этот метод, разработанный советскими учеными Мысовским и Ждановым, ныне широко применяется, особенно для изучения взаимодействия быстрых частиц с ядрами атомов.

При исследовании частиц очень большой энергии применяются стопки, состоящие из листков эмульсии. Объем стопки достигает нескольких кубических дециметров. Листочки эмульсии проявляются раздельно, а путь быстрой частицы прослеживается затем последовательно от одного слоя эмульсии к другому через всю стопку.

Распадающееся радиоактивное ядро X является неустойчивым образованием, обладающим избытком энергии [3]. Выделяющаяся при -распаде энергия порядка нескольких Мэв распределяется между вылетающей -частицей и дочерним ядром, которое испытывает отдачу. Из закона сохранения импульса:

следует, что энергия, уносимая ядром отдачи, составляет небольшую долю от энергии вылетающей -частицы. Часть энергии реакции может остаться в дочернем ядре Y, которое в этом случае в момент образования получается возбужденным. Тогда при последующем переходе из возбужденного состояния в нормальное этот избыток энергии «высвечивается» ядром с одним или несколькими -фотонами.

Процесс этот аналогичен переходу электрона в атоме с возбужденного уровня на нормальный, но происходит значительно скорее, за время порядка 10-14 сек (вместо 10-8 сек для атома).

Продукт радиоактивного распада Y, в свою очередь, может оказаться неустойчивым и испытывать дальнейшие радиоактивные превращения. Рассмотрим для примера радиоактивный ряд урана 238U. (Для урана и его изотопов применяются обозначения UI, UII и т. д., а для элементов, получающихся при распаде урана – UXl, UX2 и т. д.) Исходное ядро UI выбрасывает -частицу с энергией 4,2 Мэв и превращается в ядро UX1:

Полученное ядро имеет порядковый номер Z = 90, что по таблице Менделеева соответствует элементу торию. Однако торий имеет атомный вес А = 232, а UX1 обладает атомным весом 238–4 = 234. Следовательно, UX1 является и з о т о п о м тория, отличающимся от обычного тория лишь массой ядра, но имеющим тот же заряд, то же число электронов и ту же структуру электронных оболочек атома, а следовательно, тождественным с торием по своим химическим свойствам.

UX1 сам радиоактивен и распадается, выбрасывая --частицы с максимальной энергией макс = 0,2 Мэв и мягкий -фотон с энергией 0,093 Мэв:

Получающееся ядро UX2 является изотопом протактиния (А = 234, Z = 91). Испуская еще одну --частицу (макс = 2,32 Мэв) и -фотон ( = 0,8 Мэв), оно превращается в изотоп урана A = 234:

ч и с л а м и, называются изобарами (например, 1 H – тяжелый изотоп водорода (тритий), и 23 He – легкий изотоп гелия являются изобарами). Изобары не следует путать с изотопами – ядрами Ядра UХ1, UX2 и UII имеют одинаковое массовое число A = 234 и, следовательно, являются изобарами.

UII, т. е. 234U, далее распадается, испуская -частицу, превращаясь в ионий, т. е. изотоп Th ; последний тоже радиоактивен и т. д. На рис. 139 изображен весь ряд превращений урана, кончающийся на устойчивом нерадиоактивном изотопе свинца 206 Pb. При рассмотрении этого ряда видны некоторые характерные особенности процессов естественной радиоактивности.

Каждый радиоактивный изотоп испускает или -, или --частицу, но не обе сразу. В зависимости от состояния получающегося дочернего ядра радиоактивный распад может сопровождаться или не сопровождаться излучением -фотона. Чистый 238U испускает только -частицы. Однако спустя некоторое время в препарате возникнут радиоактивные продукты всего семейства, и препарат будет испускать целый набор -, -- и -частиц.

При каждом распаде массовое число ядер изменяется или на четыре единицы (-распад) или не изменяется вовсе (--распад). Поэтому все ядра радиоактивного семейства урана имеют массовое число, выражаемое общей формулой:

где целое число п изменяется от 59 для U до 51 для Pb. В принципе, возможны еще три радиоактивных семейства. И действительно, на опыте наблюдены:

семейство тория 232Th 208 Pb с общей формулой A = 4n + 0, Общим для этих семейств является то, что неустойчивы и радиоактивны ядра изотопов всех без исключения тяжелых элементов, расположенных в конце таблицы Менделеева за свинцом 82 Pb, являющимся самым тяжелым из устойчивых ядер. Впоследствии была обнаружена слабая естественная радиоактивность нескольких элементов, расположенных в середине и даже в начале таблицы Менделеева.

Естественный радиоактивный распад ядер протекает самопроизвольно, без всякого воздействия извне. Этот процесс статистический, и для отдельно взятого ядра можно лишь указать вероятность распада за данное время. Закономерность в распаде большого числа ядер вскрывается через случайность распада каждого из них. Поэтому скорость радиоактивного распада можно характеризовать, например, временем Т, которое потребуется для того, чтобы половина наличных ядер испытала радиоактивный распад. Время Т называется п е р и о д о м п о л у р а с п а д а. Например, период полураспада полония 210 Po равен T = 140 дням. Значит, от 1 г полония через 140 дней останется 0,5 г.

Какова скорость дальнейшего распада? Оказывается, она остается совершенно неизменной, т. е. от 0,5 г полония останется половина, (0,25 г) ровно через 140 дней. Это означает, что 1/16 г полония, оставшаяся через 560 дней от исходного грамма, не отличается а б с о л ю т н о н и ч е м от 1/16 г исходного грамма полония. Это очень важный факт. Он свидетельствует о том, что распад ядра не является результатом эволюции, постепенного изменения свойств ядра.

Следовательно, свойства радиоактивных ядер со временем не меняются, «ядра не стареют». Это же относится ко всем другим ядрам и к любым типам радиоактивных превращений.

Одно из свойств ядерных сил – свойство насыщения – заключается в том, что нуклон оказывается способным к ядерному взаимодействию одновременно лишь с небольшим числом нуклонов-соседей [4]. Свойство насыщения ядерных сил делает их в некоторой мере сходными с силами связи атомов в молекулах. Атом водорода, например, способен вступать в соединение лишь с одним другим атомом, атом углерода способен установить связь одновременно не более чем с четырьмя другими атомами. Ковалентная связь между атомами в молекуле возникает за счет постоянного обмена валентными электронами. Атом водорода имеет всего лишь один электрон и потому способен вступить в обмен электронами только с одним атомом; атом углерода обладает четырьмя валентными электронами, поэтому он может вступить в связь с одним, двумя, тремя и четырьмя другими атомами.

Свойство насыщения ядерных сил указывает на возможную природу ядерных сил как сил обменного типа. X. Юкава в 1935 г. показал, что все основные свойства ядерных сил можно объяснить, приняв, что нуклоны обмениваются между собой частицами с массой немногим более 200 электронных масс. Такие частицы были обнаружены экспериментально в 1947 г. Они получили название пи-мезонов, или пионов. Существуют положительный, отрицательный и нейтральный пи-мезоны. Масса заряженного пи-мезона равна 274 те, т. е. 140 МэВ; масса нейтрального пиона – 264 mе, т. е. 135 МэВ.

Обменное взаимодействие нуклонов в ядре не во всем сходно с ковалентной связью атомов в молекулах. Главное различие заключается в том, что электроны, с помощью которых осуществляется ковалентная связь между атомами, реально существуют и являются составными частями атомов. Иначе обстоит дело с мезонами. Мезоны не являются составными частями протонов и нейтронов, а испускаются и поглощаются ими подобно тому, как атомы испускают и поглощают кванты электромагнитного излучения – фотоны. Протон, испустивший положительный пи-мезон, превращается в нейтрон, а нейтрон после захвата пи-мезона – в протон:

Таким образом, пи-мезоны являются квантами поля сильного взаимодействия, или квантами ядерного поля. В принципе, возможны четыре типа обмена пионами:

Все эти процессы обеспечивают сильное взаимодействие и тем самым – устойчивость ядра.

самопроизвольное превращение атомного ядра, в результате которого его заряд увеличивается на единицу путем испускания электрона. В основе этого явления лежит способность протонов и нейтронов к взаимным превращениям.

Масса свободного нейтрона больше массы свободных протона и электрона, вместе взятых, следовательно, полная энергия нейтрона больше энергии протона и электрона. Избыток энергии приводит к тому, что свободные нейтроны оказываются нестабильными, неустойчивыми частицами, способными превращаться в протон и электрон.

Измерения показали, что суммарная энергия протона и электрона, возникающих при распаде нейтрона, меньше энергии нейтрона. Кроме того, при одинаковых энергиях нейтрона и протона энергии электронов, рождающихся при распаде, оказались разными, что противоречит закону сохранения энергии. Выход из положения нашел В. Паули в 1931 г., предположив, что при бета-распаде, кроме электрона, выделяется еще одна частица, зарядовое и массовое числа которой равны нулю. По предложению Э. Ферми, эту частицу назвали нейтрино (от итал.

neutrino – «нейтрончик», маленький нейтрон).

Следовательно, реакция распада нейтрона имеет вид:

где ve – электронное антинейтрино.

Из-за отсутствия у нейтрино заряда и массы оно очень слабо взаимодействует с веществом, что затрудняло попытки обнаружить его в эксперименте. Лишь в 19521956 гг.

существование нейтрино было подтверждено экспериментально.

Наличие энергии связи приводит к тому, что масса любого атомного ядра меньше суммы масс свободных протонов и нейтронов, входящих в его состав. Это означает также, что масса нейтрона, входящего в состав любого атомного ядра, меньше массы свободного нейтрона. Те атомные ядра, в которых уменьшение массы и, следовательно, полной энергии делает невозможным самопроизвольное превращение нейтрона в протон, электрон и нейтрино, бета-распада не испытывают. В некоторых ядрах, обладающих избыточной энергией по сравнению с другими ядрами-изобарами, самопроизвольное превращение нейтронов в протоны оказывается возможным. Ядра, в которых происходят такие превращения, называются бетарадиоактивными.

В результате превращения одного из нейтронов в протон заряд ядра увеличивается на единицу. Ядро-продукт бета-распада оказывается ядром одного из изотопов элемента с порядковым номером в таблице Менделеева, на единицу большим порядкового номера исходного ядра. Например, при бета-распаде ядра изотопа калия 19 K продуктом распада является ядро изотопа кальция Массовое число при бета-распаде остается прежним, так как число нуклонов в ядре не изменяется.

Свободный протон стабилен, так как его масса меньше массы нейтрона. При взаимодействии с другими частицами в ядре энергия протона может оказаться больше, и становится возможным его превращение в нейтрон с испусканием позитрона и нейтрино:

Позитрон – это частица с положительным элементарным зарядом и массой, равной массе электрона. Если энергия ядра может уменьшиться за счет превращения протона в нейтрон, то происходит позитронный бета-распад.

Энергия, освобождающаяся при бета-распаде, одинаковая для всех ядер одного изотопа, распределяется между тремя частицами – электроном, нейтрино и ядром-продуктом. На долю электрона статистически в каждом конкретном случае бета-распада приходится большая или меньшая часть полной энергии бета-распада. Энергия бета-частицы (электрона) максимальна, когда энергия нейтрино равна нулю; когда же энергия нейтрино максимальна, энергия электрона равна нулю. Таким образом, энергетический спектр бета-частиц сплошной. Его обычно характеризуют максимальной энергией бета-частиц.

Искусственная радиоактивность. В природе не встречаются изотопы, распадающиеся с испусканием позитрона. Такие изотопы впервые получили искусственно в 1934 г. Ф. и И. Жолио-Кюри. Они обнаружили, что при облучении потоком альфа-частиц ядра изотопа алюминия 13 Al превращаются в ядра изотопа фосфора 15 P, при этом испускаются свободные нейтроны:

Искусственно полученный изотоп фосфора 15 P оказался радиоактивным; его ядро распадается с испусканием позитрона:

Последующие опыты по бомбардировке атомных ядер стабильных изотопов альфачастицами, протонами, нейтронами и другими частицами показали, что искусственные радиоактивные изотопы могут быть получены практически у всех элементов.

Среди изотопов легких элементов (до кальция) стабильными являются те, в которых содержание протонов и нейтронов примерно одинаково. Нестабильными по отношению к электронному бета-распаду оказываются ядра, в которых число нейтронов заметно больше числа протонов. Например, углерод имеет два стабильных изотопа 12 C и 13C, изотопы 14 C и C с большим числом нейтронов распадаются путем электронного бета-распада. Изотопы с избытком протонов над числом нейтронов в ядре испытывают позитронный бета-распад.

Гамма-излучение при бета-распаде. Бета-распад, как и альфа-распад, может сопровождаться гамма-излучением. Оно сопровождает бета-распад в тех случаях, когда часть энергии бета-распада затрачивается на возбуждение ядра-продукта. Возбужденное ядро через малый промежуток времени освобождается от избытка энергии путем испускания одного или нескольких гамма-квантов, энергия которых может достигнуть нескольких мегаэлектронвольт.

Следует отметить, что как при альфа-распаде, так и при бета-распаде гамма-кванты испускаются не радиоактивным ядром, а ядром, возникающим в результате распада (дочерним ядром).

Гамма-излучение, сопровождающее бета-распад, как и в случае альфа-распада, обладает дискретным энергетическим спектром. Примеры схематического изображения электронного и позитронного бета-распада приведены на рис. 140 и 141.

Рис. 140. Электронный бета-распад Рис. 141. Позитронный бета-распад 1. Вихман Э. Квантовая физика. Изд. 2-е, стереотип.;пер. с англ. М.: Наука, 1977. 416 с.: ил.

Том IV; Пер. с англ./ (Берклеевский курс физики).

2. Гольдин Л. Л., Новикова Г. И. Введение в атомную физику. М., 1969. 304 с.: ил.

3. Зисман Г. А., Тодес О. М. Курс общей физики. Т. III. Оптика, физика атомов и молекул, физика атомного ядра и микрочастиц. Издание четвертое, стереотипное. М.: Наука, 496 с.:

4. Физика: учеб. Для 11 кл. шк. и кл. с углубл. изуч. Физики / А. Т. Глазунов, О. Ф. Кабардин, А. Н. Малинин и др.; под ред. А. А. Пинского. 5-е изд. М.: Просвещение, 2000. 432 с.: ил.

5. Семат Г. Введение в атомную физику /пер. с англ. В. А. Троицкой; под ред. С. Я. Никитина.

М.: Гос. изд-во иностр. литературы, 1948.

6. Гершензон Е. М., Малов Н. Н., Мансуров А. Н. Курс общей физики: Оптика и атомная физика: учебное пособие для студентов физ.-мат. фак. пед. ин-тов. 2-е изд., перераб. М.:

Просвещение, 1992.

7. Акоста В., Кован К., Грэм Б. Основы современной физики / под ред. А. Н. Матвеева. М.:

Просвещение, 1981. 495 с.: ил.

8. Борн М. Атомная физика / пер. с англ. О. И. Завьялова и В. П. Павлова; под ред.

Б. В. Медведева. М.: Мир, 1965.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЛЕКЦИЯ

Г Л А В А 1. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ. НЕКОТОРЫЕ

§ 1.2. Атомы и элементарные частицы................... § 1.3. Пределы применимости классической теории................ § 1.4. Открытие постоянной Планка................... § 1.5. Закон Кулона для электрических зарядов*............... § 1.6. Напряженность электрического поля*................ § 1.8. Закон Кулона для магнитных масс*................. § 1.9. Напряженность магнитного поля*................. § 1.10. Магнитный момент магнита*................... § 1.11. Энергия электрического и магнитного полей*............ § 1.12. Электрический ток*...................... § 1.13. Действие магнитного поля на электрический ток*............ § 1.14. Действие магнитного поля на проводник с током*............ ЛЕКЦИЯ ЛЕКЦИЯ ЛЕКЦИЯ Г Л А В А 4. ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ. МЕХАНИКИ................ § 4.1. Дифракция электронов. Волны де Бройля................ § 4.2. Волновая функция. «Соотношения неопределенностей».......... ЛЕКЦИЯ ЛЕКЦИЯ § 6.1. Водородоподобный атом..................... ЛЕКЦИЯ ЛЕКЦИЯ Г Л А В А 7. АТОМ ВО ВНЕШНЕМ ПОЛЕ. МНОГОЭЛЕКТРОННЫЕ АТОМЫ...... ЛЕКЦИЯ Г Л А В А 8. АТОМНОЕ ЯДРО. РАДИОАКТИВНОСТЬ............ ЛЕКЦИЯ

ВВЕДЕНИЕ В АТОМНУЮ (КВАНТОВУЮ) ФИЗИКУ

660049, Красноярск, ул. А. Лебедевой, 89.

Редакционно-издательский отдел КГПУ, Подписано в печать 21.12.10. Формат 6084 1/8.

Усл. п. л. 20,92. Тираж 100 экз. Заказ.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 ||


Похожие работы:

«ВЕСТНИК ТОМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА 2009 Управление, вычислительная техника и информатика № 1(6) МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УДК 519.63: 519.652 К.Е. Афанасьев, Е.А. Вершинин, С.Н. Трофимов АНАЛИЗ ПОМЕХ ОТРАЖЕНИЯ В НЕОДНОРОДНЫХ МНОГОПРОВОДНЫХ ЛИНИЯХ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ В настоящей работе рассматривается анализ помех отражения в неоднородных многопроводных линиях передачи во временной области. Анализ проводится с помощью TVD-схемы метода Годунова. Проведено сравнение результатов...»

«Министерство образования и науки РФ Новокузнецкий институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Кемеровский государственный университет Факультет информационных технологий Кафедра математики и математического моделирования УТВЕРЖДАЮ Директор В.С. Гершгорин _20г. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Б2.Б.1.4 ДИСКРЕТНАЯ МАТЕМАТИКА Для направления 230100.62 Информатика и вычислительная техника Квалификация (степень)...»

«ТКП 204 – 2009 (02140) ТЕХНИЧЕСКИЙ КОДЕКС УСТАНОВИВШЕЙСЯ ПРАКТИКИ ПРАВИЛА ПРОВЕДЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ В СИСТЕМЕ МИНИСТЕРСТВА СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ ПРАВІЛЫ ПРАВЯДЗЕННЯ МЕТРАЛАГIЧНАГА КАНТРОЛЮ Ў СIСТЭМЕ МIНIСТЭРСТВА СУВЯЗI I IНФАРМАТЫЗАЦЫI Издание официальное Минсвязи Минск ТКП 204 – 2009 УДК 389.1 МКС 13.020 КП 01 Ключевые слова: метрологический контроль, метрологические нормы и правила Предисловие Цели, основные принципы, положения по государственному регулированию и управлению в...»

«Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Факультет технической кибернетики Кафедра Измерительных информационных технологий Доклад по теме Биоинформатика. Высокопроизводительные вычисления в медицине и биологии Студентка группы 6085/2 Савина О.Г. Преподаватель Солнушкин К.С. Санкт-Петербург 2007 2 Содержание 1. БИОИНФОРМАТИКА ЧТО ТАКОЕ БИОИНФОРМАТИКА 1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 1. 2. ЗАДАЧИ...»

«Математическая биология и биоинформатика. 2011. Т. 6. № 1. С. 79-91. URL: http://www.matbio.org/2011/Rudenko2011(6_79).pdf ========================= БИОИНФОРМАТИКА ========================== УДК: 577.212.2; 577.214 Применение метода Монте-Карло для поиска потенциальных сдвигов рамки считывания в генах * 1,2 ©2011 Руденко В.М., Коротков Е.В. 1,2 Центр Биоинженерия, Российская академия наук, Москва, 117312, Россия 1 НИЯУ МИФИ, Москва, 115409, Россия 2 Аннотация. В статье предложен метод поиска...»

«1 1. Цели освоения дисциплины Целью освоения дисциплины (модуля) ГИС-технологии в ландшафтноэкологических системах является освоение современных методов картографии, компьютерной обработки изображений и ГИС-технологий для использования в ландшафтногеоэкологических исследованиях. 2. Место дисциплины в структуре магистерской программы Дисциплина ГИСтехнологии в ландшафтно-геоэкологических системах входит в вариативную часть профессионального цикла М.2 ООП по направлению подготовки 022000.68...»

«В.В. Голенков, О.Е. Елисеева, В.П. Ивашенко, В.М. Казан Н.А. Гулякина, Н.В. Беззубенок, Т.Л. Лемешева, Р.Е. Сердюков И.Б. Фоминых ПРЕДСТАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ЗНАНИЙ В ГРАФОДИНАМИЧЕСКИХ АССОЦИАТИВНЫХ МАШИНАХ Под редакцией В.В. Голенкова Минск 2001 Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники ПРЕДСТАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ЗНАНИЙ В ГРАФОДИНАМИЧЕСКИХ АССОЦИАТИВНЫХ МАШИНАХ Под редакцией В.В. Голенкова Минск УДК 007.2 (075.8) Коллектив авторов: В.В....»

«ФГАОУ ВПО Казанский (Приволжский) федеральный университет Кафедра биохимии Сборник трудов международного симпозиума Биохимия – основа наук о жизни, посвященного 150-летию образования кафедры биохимии Казанского университета (21-23 ноября 2013 г., Казань) Казань 2013 УДК 577/579(082) ББК 28.4:28.72:28.707.2(2) С 23 БИОХИМИЯ – ОСНОВА НАУК О ЖИЗНИ: Международный С 23 симпозиум, посвященный 150-летию образования кафедры биохимии Казанского университета: сборник трудов (Казань, 21-23 ноября 2013 г.)...»

«Государственное образовательное учреждение   высшего профессионального образования  Поволжский государственный университет  телекоммуникаций и информатики      Н а   п р а в а х   р у к о п и с и        Л о ж к и н   Л е о н и д   Д и д и м о в и ч    Анализ и разработка систем объективной колориметрии   в цветном  телевидении      Специальность 05.12.04 – Радиотехника, в том числе                                                                         системы и устройства телевидения     ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФГБОУ ВПО СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) Кафедра автоматизированной обработки информации Курс лекций По дисциплине Экспертные системы в поиске и анализе перспективности разработки месторождений для направления подготовки 230100 – Информатика и вычислительная техника Квалификация (степень) выпускника бакалавр Токарева И.В. Составитель: Владикавказ 2013 г Содержание ЛЕКЦИЯ 1. ВВЕДЕНИЕ ЛЕКЦИИ 2-3....»

«Министерство образования и наук и Российской Федерации Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова Сборник аннотаций курсовых и квалификационных работ математического факультета Ярославль 2012 Сборник аннотаций курсовых и квалификационных работ математического факультета. Яросл. гос. ун-т им. П. Г. Демидова. Ярославль: ЯрГУ, 2012. Сборник содержит аннотации курсовых и квалификационных работ студентов и магистрантов математического факультета Ярославского государственного...»

«1. Титульный лист (скан-копия) 2. Технологическая карта дисциплины Основы информатики 2.1. Общие сведения о дисциплине. Название дисциплины – Основы информатики Факультет, на котором преподается данная дисциплина – математический Направление подготовки – Прикладная математика и информатика Квалификация (степень) выпускника – бакалавр Цикл дисциплин – естественно-научный Часть цикла – базовая Курс – 1 Семестры – 1 Всего зачетных единиц – 5 Всего часов – 180 Аудиторные занятия 90 часов (из них...»

«Предлагаемый Практикум поможет преподавателю при про­ ведении занятий по освоению компьютерной справочной пра­ вовой системы ГАРАНТ, изучаемой в рамках курса приклад­ ной информатики студентами юридических, финансовых и экономических специальностей вузов, в соответствии с рекомендациями государственных образовательных стан­ дартов. В нем содержатся практические задания, позволя­ ющие освоить основные возможности и функции системы ГАРАНТ: поисковые и аналитические. Для более подроб­ ного...»

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Кафедра систем управления А.П. Пашкевич, О.А. Чумаков МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ Конспект лекций для студентов специальности I-53 01 07 Информационные технологии и управление в технических системах дневной формы обучения В 2-х частях Часть 2 Минск 2006 УДК 004.31(075.8) ББК 32.973.26-04 я 73 П 22 Рецензент: доц. кафедры ЭВМ БГУИР, канд. техн. наук...»

«Оперативный бюллетень МСЭ www.itu.int/itu-t/bulletin № 1037 1.X.2013 (Информация, полученная к 17 сентября 2013 г.) Place des Nations CH-1211 Бюро стандартизации электросвязи (БСЭ) Бюро радиосвязи (БР) Genve 20 (Switzerland) Тел.: +41 22 730 5211 Тел.: +41 22 730 5560 Тел.: +41 22 730 5111 Факс: +41 22 730 5853 Факс: +41 22 730 5785 Эл. почта: itumail@itu.int Эл. почта: tsbmail@itu.int/tsbtson@itu.int Эл. почта: brmail@itu.int Содержание Стр. Общая информация Списки, прилагаемые к Оперативному...»

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации НИЖЕГОРОДСКИЙ ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ АННОТАЦИИ ПРИМЕРНЫХ РАБОЧИХ ПРОГРАММ УЧЕБНЫХ ДИСЦИПЛИН И ПРАКТИК ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 230700.68 ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА (СТЕПЕНЬ МАГИСТР) Нижний Новгород 2012 год 1 АННОТАЦИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ПРАВА ПО...»

«Мы не только занимаемся решением проблем образования и созданием современной образовательной среды для российской школы, не только обучаем, но и сами постоянно учимся. Мы считаем стремление к знаниям непременным условием успехов в науке, творчестве и бизнесе, залогом плодотворного сотрудничества между людьми. Институт новых технологий (ИНТ) Институт новых технологий (ИНТ) существует уже более 20 лет. Его создали профессионалы науки, образования, технологии. С самого начала своей деятельности...»

«Массовые открытые онлайн курсы ВЕСТНИК ТОМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА 2014 Управление, вычислительная техника и информатика № 1 (26) УДК 004.891 Ю.Л. Костюк, И.С. Левин, А.Л. Фукс, И.Л. Фукс, А.Е. Янковская МАССОВЫЕ ОТКРЫТЫЕ ОНЛАЙН КУРСЫ – СОВРЕМЕННАЯ КОНЦЕПЦИЯ В ОБРАЗОВАНИИ И ОБУЧЕНИИ Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 13-07-98037) и частичной финансовой поддержке РФФИ (проекты № 13-07-00373, 14-07-00673) и РГНФ (проект № 13-06-00709). Рассматриваются эволюция и...»

«КНИГИ – 2013 Предлагаем вашему вниманию презентацию – обзор новых книг. Презентация содержит информацию об всех изданиях, поступивших в библиотеку в дар и по заявкам кафедр в 2013 году. Материал расположен в систематическом порядке. Данные о книгах содержат: уменьшенную фотографию издания, полное библиографическое описание и аннотацию. Сведения о количестве и месте хранения издания вы можете получить, обратившись к электронному каталогу библиотеки. Шимукович, Петр Николаевич. ТРИЗ-противоречия...»

«Нассим Николас Талеб. Одураченные случайностью. Скрытая роль Шанса на Рынках и в Жизни. М: Интернет-трейдинг,- 248 с. 18ВЫ 5-9900027-2-6 Русская рулетка и лидеры бизнеса, классическая история и финансовые спекуляции, поэзия и математика, Шерлок Холмс и научные войны - все есть в этом очаровательном проникновении в к), как мы соприкасаемся и взаимодействуем с госпожой Удачей. 1.сли ваш сосед достигает успеха на фондовой бирже, это потому, ч ю он I ений или везунчик? Когда мы ошибочно принимаем...»














 
© 2014 www.kniga.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Книги, пособия, учебники, издания, публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.