udžbenik - skripta

Download Udžbenik - skripta

Post on 17-Jan-2017

280 views

Category:

Documents

20 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Izdava

    UNIVERZITET U BEOGRADUFakultet za fiziku hemiju

    Beograd, Studentski trg 12-16

    Recenzenti

    Urednik.......

    tampa.......

    Univerzitet u Beogradu-Fakultet za fiziku hemiju 2008.

    Sva prava zadrana. Nijedan deo ove publikacije ne sme biti reprodukovan, memorisanu informacioni sistem ili na magnetske nosioce, ili prenesen u bilo kom obliku ili bilokojim sredstvom, elektroniskim, mehanikim, fotografskim ili drugim, bez dozvoleizdavaa.

    CIP - ,

    ISBNTira

  • SADRAJ

    TABLICE OZNAKA, KONSTANTI I FAKTORA ZA PRERAUNAVANJE . . . . . . . 8

    1. RADIOAKTIVNOST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.1 OSNOVNI POJMOVI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

    1.1.1 Pojam radioaktivnosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.1.2 Pojam izotopa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121.1.3 Iz istorije otkria izotopa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.1.4 Otkrie radioaktivnosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

    1.2 RADIOAKTIVNI RASPAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.2.1 ta je radioaktivnost i zato do nje dolazi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.2.2 Zakon radioaktivnog raspada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.2.3 Aktivnost (radioaktivnost) uzorka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.2.4 Parametri raspada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.2.5 Odreivanje vremena poluraspada (za prosti raspad) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.2.6 Jedinice radioaktivnosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

    Prilozi 1-P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321-P.1 Porodica Bekerel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321-P.2 Eksperiment Kiri-Djuara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

    2. ATOMSKO JEZGRO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

    3. KARAKTERISTIKE RADIOAKTIVNOG RASPADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.1 OPTE KARAKTERISTIKE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

    3.1.1 Energija raspada, energija zraenja, uzmak jezgra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.2 VRSTE RADIOAKTIVNOG RASPADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

    3.2.1 -Raspad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373.2.2 Teorija -raspada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373.2.3 -Raspad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373.2.4 Teorija -raspada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.2.5 Zahvat elektrona (-raspad) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.2.6 -Emisija (-raspad, nuklearna deekscitacija) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.2.7 Nuklearni izomeri - nuklearna izomerija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453.2.8 Efekti koji mogu pratiti -aktivnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

    3.3 SLOENI RASPAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463.3.1 Raspad genetski nezavisnih nuklida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473.3.2 Raspad sa grananjem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483.3.3 Raspad genetski zavisnih radionuklida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

    3.4 PRIRODNA RADIOAKTIVNOST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.4.1 Radioaktivni nizovi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.4.2 Srednje-teki radioaktivni izotopi u prirodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.4.3 Kosmogeni radioizotopi u prirodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

    3.5 ODREIVANJE STAROSTI IZOTOPSKIM METODAMA . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

  • 3.5.1 Geoloka starost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.5.2 Arheoloka starost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

    Prilozi 3-P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683-P.1 Podela spektra elektromagnetskog zraenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683-P.2 Neke egzotine vrste raspada jezgara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693-P.3 Reavanje diferencijalne jednaine za sloeni raspad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703-P.4 Sheme raspad u okviru radiokativnih nizova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713-P.5 Prirodni radioizotopi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

    4. INTERAKCIJA ZRAENJA SA SREDINOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 764.1 OSNOVNI POJMOVI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

    4.1.1 Veliine koje karakteriu prolaz estica kroz sredinu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 774.2 NEPOSREDNO JONIZUJUA ZRAENJA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

    4.2.1 Interakcija naelektrisanih estica sa sredinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784.2.2 Interakcija tekih naelektrisanih estica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794.2.3 Interakcija elektrona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

    4.3 POSREDNO JONIZUJUA ZRAENJA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824.3.1 Interakcija -zraka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824.3.2 Interakcija neutrona sa sredinom, usporavanje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

    Prilozi 4-P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934-P.1 Interakcija -estive sa sredinom (detaljnije) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934-P.2 Interakcija elektrona sa sredinom (detaljnije) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

    4-P.2.1 Relativistika estica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954-P.2.2 Elektron (detaljnije) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 964-P.2.3 Zakono zraenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

    4-P.3 Merenje energije !-zraenja (elektrona) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974-P.4 Merenje koeficijenta slabljenja i merenje i energije -fotona . . . . . . . . . . . . . 984-P.5 Srednji broj sudara neutrona neophodan za dati gubitak energije . . . . . . . . . . 99

    5. DETEKCIJA I MERENJE ZRAENJA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1005.1 OSNOVNI PRINCIPI MERENJA ZRAENJA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

    5.1.1 Jonizacioni detektori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1005.1.2 Poluprovodniki brojai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1035.1.3 Scintilacioni detektori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1045.1.4 Fotoemulzioni metodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1055.1.5 Koincidentna i antikoincidentna merenja (prilog 5-P.1) . . . . . . . . . . . . . . . . 1065.1.6 Kalorimetrijski metod merenja zraenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1065.1.7 Hemijske metode registracije zraenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

    5.1.7.1 Doza zraenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1075.1.7.2 Radijacionohemijski dozimetri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

    5.2 IDENTIFIKACIJA RADIONUKLIDA NA OSNOVU NJIHOVE AKTIVNOSTI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

    5.3 DETEKCIJA NEUTRONA, SPEKTROMETRIJA NEUTRONA . . . . . . . . . . . . . 1115.3.1 Detekcija neutrona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1115.3.2 Selekcija i analiza neutrona po brzinama (energijama) . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

    Prilozi 5-P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1165-P.1 Koincidentna i antikoincidentna merenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1165-P.2 Radijacionohemijski prinos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1175-P.3 Identifikacija radionuklida na osnovu njihove aktivnosti . . . . . . .