Atommagok alapvető tulajdonságai

Hasonló dokumentumok
Elemi részecskék, kölcsönhatások. Atommag és részecskefizika 4. előadás március 2.

8. AZ ATOMMAG FIZIKÁJA


Radiokémia vegyész MSc radiokémia szakirány Kónya József, M. Nagy Noémi: Izotópia I és II. Debreceni Egyetemi Kiadó, 2007, 2008.

Úton az elemi részecskék felé. Atommag és részecskefizika 2. előadás február 16.

Hadronok, atommagok, kvarkok

Bevezetés a részecske fizikába

Kvarkok. Mag és részecskefizika 2. előadás Február 23. MRF2 Kvarkok, neutrínók

Kvarkok. Mag és részecskefizika 2. előadás Február 24. MRF2 Kvarkok, neutrínók

alapvető tulajdonságai

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

Mag- és neutronfizika

Magfizika tesztek. 1. Melyik részecske nem tartozik a nukleonok közé? a) elektron b) proton c) neutron d) egyik sem

Radioaktivitás és mikrorészecskék felfedezése

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

atommagok sugarát jelenti (ekvivalens magsugár). A Rutherford-szórás a magsugárra egy felső becslést adott,

Az atomhéj (atommag körüli elektronok) fizikáját a kvantumfizika írja le teljes körűen.

Belső szimmetriacsoportok: SU(2), SU(3) és a részecskék rendszerezése, a kvarkmodell alapjai

A testek részecskéinek szerkezete

JÁTSSZUNK RÉSZECSKEFIZIKÁT!

Magszerkezet modellek. Folyadékcsepp modell

Az atom felépítése Alapfogalmak

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Az atommag szerkezete

Gyorsítók. Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen. Supported by NKTH and OTKA (H07-C 74281) augusztus 17 Hungarian Teacher Program, CERN 1

Részecskefizika kérdések

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

61. Lecke Az anyagszerkezet alapjai

ELEMI RÉSZECSKÉK ATOMMODELLEK

Az atom szerkezete. Az eltérülés ritka de nagymértékű. Thomson puding atom-modellje nem lehet helyes.

IDTÁLLÓ GONDOLATOK MOTTÓK NAGY TERMÉSZET TUDÓSOK BÖLCS GONDOLATAIBÓL A TUDOMÁNY ÉS A MINDEN NAPI ÉLET VONAKOZÁSÁBAN

Az atommag összetétele, radioaktivitás


Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

Általános Kémia, BMEVESAA101

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár,

Bevezetés a magfizikába

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Dr. Vincze Árpád

11. tétel - Elektromágneses sugárzás és ionizáló sugárzás kölcsönhatása kondenzált anyaggal, áthatolóképesség, záporjelenségek.

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

Bevezetés a részecskefizikába

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Rádl Attila december 11. Rádl Attila Spalláció december / 21

A radioaktív bomlás típusai

PROMPT- ÉS KÉSŐ-GAMMA NEUTRONAKTIVÁCIÓS ANALÍZIS A GEOKÉMIÁBAN I. rész

Részecske- és magfizika vizsgakérdések

Axion sötét anyag. Katz Sándor. ELTE Elméleti Fizikai Tanszék

Ellenőrző kérdések a TÁMOP C-12/1/KONV Magfizika lézerekkel című előadásokhoz.

Bevezetés a részecskefizikába

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

FELADATMEGOLDÁS. Tesztfeladat: Válaszd ki a helyes megoldást!

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Biofizika tesztkérdések

ATOMFIZIKA, RADIOAKTIVITÁS

Az atom felépítése Alapfogalmak

Magsugárzások, Radioaktív izotópok. Az atom alkotórészei. Az atom felépítése. A radioaktivitás : energia kibocsátása

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (e) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: december 3. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

Bevezetés a részecskefizikába

Compton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.

A sugárzások és az anyag fizikai kölcsönhatásai


Jelöljük meg a kérdésnek megfelelő válaszokat! 1, Hullámokról általában: alapösszefüggések a harmonikus hullámra. A Doppler-effektus

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

A legkisebb részecskék a világ legnagyobb gyorsítójában

NAGY Elemér Centre de Physique des Particules de Marseille

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Az atom- olvasni. 1. ábra Az atom felépítése 1. Az atomot felépítő elemi részecskék. Proton, Jele: (p+) Neutron, Jele: (n o )

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

FIZIKA. Sugárzunk az elégedettségtől! (Atomfizika) Dr. Seres István

TestLine - Fizika 8. évfolyam elektromosság alapok Minta feladatsor

KOVÁCS ENDRe, PARIpÁS BÉLA, FIZIkA II.

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

CERN: a szubatomi részecskék kutatásának európai központja

Mit tanultunk kémiából?2.

Fizika 2 - Gyakorló feladatok

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Atommodellek. Készítette: Sellei László

Elektrodinamika. Maxwell egyenletek: Kontinuitási egyenlet: div n v =0. div E =4 div B =0. rot E = rot B=

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

Ph Mozgás mágneses térben

A gamma-sugárzás kölcsönhatásai

Gyorsítók. Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen. Supported by OTKA MB augusztus 16. Hungarian Teacher Program, CERN 1

Papp Gábor, Németh Judit. Magfizika. egyetemi jegyzet fizika tanár szakos hallgatóknak. 2003, ELTE, Budapest

Bevezetés a részecskefizikába

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

FIZIKA. Atommag fizika

Bővített fokozatú SUGÁRVÉDELMI TANFOLYAM

Radioaktivitás. 9.2 fejezet

A Lederman-Steinberger-Schwartz-f ele k et neutrn o ks erlet

Újpesti Bródy Imre Gimnázium és Ál tal án os Isk ola

Mag- és részecskefizika

Pósfay Péter. ELTE, Wigner FK Témavezetők: Jakovác Antal, Barnaföldi Gergely G.

Mit értünk a termikus neutronok fogalma alatt? Becsüljük meg a sebességüket 27 o C hőmérsékleten!

Átírás:

Atommagok alapvető tulajdonságai Mag és részecskefizika 5. előadás 017. március 17.

Áttekintés Atommagok szerkezete a kvarkképben proton szerkezete, atommagok szerkezete, magerő Atommagok összetétele izotópok, izotóptérkép A magerők alaptulajdonságai Az atommagok kötési energiája, stabilitása A mágikus számok Az atommagok mérete, mérési módszerei

A proton belseje Kvarkok: RGB, nyugalmi tömeg 3-5 MeV Gluonok: keverék szín, 0 nyugalmi tömeg A proton nyugalmi energiájának nagy része nem nyugalmi tömeg

A proton belseje Konstituens kvark kvark + erős erőtér

A proton belseje Szín-mező Σci=fehér spinek is vannak

A proton élettartama Nem bomlik el legkisebb barion tovább nem alakul át barionszám megmaradás törvényével fejezzük ki Kvarkképben: kvarkok barionszáma1/3, kvarkszám megmaradás is fennáll 10 33 év < T 1/

Több nukleon leírása a kvarkképben Fehér szín-mezők nem keverednek, de összeérnek Fehér objektumokat tudnak cserélni: π-mezon 1q oda 1 q vissza = qqoda = qq vissza magerő szemléletes képe a kvarkképben

A magerő a kvarkképben Mezoncsere fehér mikrorészecskék között

Keverjük össze a zsákok tartalmát Kvark-gluon-plazma

Magerő: másodlagos erős kölcsönhatás EM kcsh. Elektromos töltés Atomokon, molekulákok belül Semleges molekulák között foton kicserélés Van der Waals kcsh. Erős kcsh. Színek között hat Protonon belül Fehér részecskék között, fehér színmező kicserélés magerő

Magerő hatótávolsága mc energiát kölcsönveszünk a vákuumból h h hc 197MeVfm d = ct= cτ = c = = = = 1. 4 mc mc mc 140MeV fm Rövid hatótávolság Csak a szomszédos nukleonok között hat Az erős kcsh bezáró jellegű

A magerő első potenciálja Yukawa-potenciál A spinfüggést és szimmetria tulajdonságokat belevéve sokkal bonyolultabb V( r) α= k m m=0 Coulomb-potenciál = e r αr

Atommagok összetétele Z db proton, rendszám, izotópok N db neutron, izotónok A = Z + N tömegszám, izobárok Jelölés: A Z + X = Z N A X Kölcsönhatások: elektromágneses, erős, (másodlagos erős), gyenge Izotóp = általános atommag neve (nuklid)

Izotóptérkép

Izotóptérkép A magerő szemléletes tulajdonságai: Stabil atommagok (fekete) jobbra hajlik Nagy atommagoknál több neutron: proton proton taszítás párok között, magerő csak a szomszédok között Csipkés a széle Csatornák fekete részek között = páros neutronszámok stabilabbak Magerő párkölcsönhatás jellegű(páros ptl. számít) Spinfüggő(annak ellenére, hogy a π-mezon spinje 0)

Atommagok kötési energiája Végtelen távoli nukleonokból összegyúrjuk Mennyi energia szabadul fel Ez ki is sugárzódik, elveszik, a tömeg csökken E=mc precíz ellenőrzése és kísérleti alátámasztása E köt =(m-zm p -Nm n )c < 0 Az atommag tömegét tömegspektrométerrel lehet mérni, proton és neutron tömege megvan

Atommagok kötési energiája Egy nukleonra jutó kötési energia Az atommag stabilitását jellemzi

Atommagok kötési energiája Z=6 után kb. azonos a kötési energia nukleononként A proton-proton taszítás miatt csökken Magerő része = állandó magerők telítettek Minden nukleonnak megvan a maximális számú szomszédja Maximum a 6 Ni-nél van! Viszont csak 3,6% izotópgyakoriság A legkisebb tömegű: 56 Fe, de itt a magerő kevésbé erős

Atommagok stabilitása Radioaktív bomlás Kötési energia még negatívabb tud lenni, akkor átalakul az atommag Stabil atommagok völgye (fekete) Negatív energiájú (kötött) atommag sem stabil Pozitív energiájú atommag nem is létezik (izotóptérkép széle, rezonanciák)

Atommagok kötési energiája Neutron szeparációs energia S n =(m A -m A-1 -m n )c < 0

Stabil izotópok száma, 8, 0, 50 = Z-nél kiugróan sok van Páros számú rendszámnál jóval több van http://nagysandor.eu/lne/bantu_h.pdf

Mágikus számok Neutron szeparációs energia ugrásszerűen leugrik Több stabil izotóp van Kötési energia lokálisan kiugróan nagy Magyarázat: Lezárt proton és neutron héjak vannak az atommagokban Szimmetrikusak = gömbszimmetrikus atommagok Kvadropol-momentumuk közel 0 Következmény: Magerő közel átlagteret alakít ki!

Atommagok mérete Nagyenergiájú elektronszórás anomális Rutherford-szórás müonatomokkarakterisztikus röntgensugárzása neutronok elnyelődése

Atommagok mérete Ekvivalens magsugár egyenletes sűrűségű R sugarú gömb általános sűrűségű atommag 3 ( R 5 r r) dv = egyenletes ρ r = r ρ( r) dv = REQ Azon egyenletes sűrűségűgömb sugara, melynek <r >-a azonos az adott sűrűségeloszlás <r >-val. 3 5

Atommagok mérete Nagyenergiájú elektronszórás Elektron hullámhossza SLAC gyorsító Stanford, 1953 dσ dσ ( ϑ) = ( ϑ) F( q) dω dω Mott ρ(r r ) Hofstadter, R., et al., Phys. Rev. 9, 978 (1953).

Atommagok mérete Nagyenergiás elektronszórás értelmezése A sűrűség állandó az atommagok közepénél ez az állandóa stabil atommagoknál meg is egyezik diffúz széle van R EQ =1,fmA 1/3 az atommagok sűrűségeloszlását jól leírja a Woods-Saxon-alak R.D. Woods and D.S. Saxon, Physical Review 95, 577-578 (1954). ρ 0 ( ) = r r a r 0 1+ ρ e

Atommagok mérete Müonatomok karakterisztikus röntgensugárzása

Anomális Rutherford-szórás Ha ϑ<ϑ 0 azaz b>b 0 akkor nem érnek össze az atommagok Rutherford-szórás szögeloszlását kapjuk ϑ>ϑ 0 esetén levágást tapasztalunk v u ϑ ϑ 0 Adott szögben mérve a szóródott alfa-részecskéket, egyre nagyobb bombázó energiákon egyszer csak egymáshoz ér a két atommag szóródási szög E α >0MeV, hogy hozzáérjen a céltárgyhoz bombázó energia

Anomális Rutherford-szórás A legkisebb megközelítés fele centrális ütközésben legkisebb megközelítéskor perdület: mur=mbv energia: 1 1 1 mv Z Z ke a a Z Z ke mv = = r amv v r b m r Z Z ke mu mv 1 1 1 1 + = + = = = 0 b a tg b ar r ϑ + = + + = + + = + + ± = ) / sin( 1 1 1 ) / sin( ) / cos( 1 1 1 4 4 ϑ ϑ ϑ a a a b a a b a r Mechanikában tanultuk

Anomális Rutherford-szórás R EQ =a(1+1/sin(ϑ 0 /)) Sok mérés alapján: R EQ =1,4fm A 1/3 Atommag térfogata: V=4/3πR 3 =V 0 A Nukleonok egyenként azonos térfogatot foglalnak el

Atommagok mérete, összefoglalás Elektronszórás r 0 =1,fm Nukleáris-szórás r 0 =1,4fm Különbség: kölcsönhatás = elektromos vagy nukleáris elektromos magsugár < nukleáris magsugár neutronbőr