20
венным путем. Обстреливая алюминий α-частицами, они получили изотоп
фосфор-30:
1
1
0 15
30
15 2
4
2 14
27
13
P He
Al
n
+ → +
.
Фосфор-30 оказался радиоактивным с периодом полураспада 2,5 мин. Ока-
залось также, что при распаде фосфора-30 испускаются положительно заря-
женные частицы
+
+
+ →
0
0
1 15
30
14
15
30
15
S P
e
(или:
16
30
14
β
15
30
15
S
P
→
+
).
Таким образом, одновременно с открытием искусственной радиоактивно-
сти был открыт β
+
-распад, или β-распад с испусканием позитронов. При β
+
-
распаде массовое число
А
не меняется, атомный номер уменьшается на едини-
цу. Позитрон является античастицей по отношению к электрону, он имеет
ту же массу и те же свойства, что электрон, но заряд – противоположного
знака.
Точное измерение масс ядер. Масс-
спектрометр
.
Чтобы точно измерить массы ядер, использу-
ется
прибор,
называемый
масс-
спектрометром (рис. 12). Его устройство и
действие очень похожи на устройство и ра-
боту магнитного спектрометра. На рис.12
магнитное поле
В
перпендикулярно плос-
кости рисунка. Однако на месте радиоактив-
ного источника теперь находится щель, через
которую в прибор направляют ионизированные атомы разных элементов. Ионы
предварительно ускоряют, заставляя пройти определенную разность потенциалов
V
2
– V
1
и поэтому они имеют вполне определенную энергию:
E = q·(V
2
– V
1
),
где
q
– заряд
иона. Ионы с разными массами
m
1
и
m
2
попадают в разные места фотопластинки.
Зная энергию
Е
, заряд
q
, магнитную индукцию
В
и радиус траектории
R
,
находим массу атома и, следовательно, массу ядра, так как масса электронов
известна.
В результате этих опытов был сделан следующий вывод.
Для всех без исключения ядер их масса покоя оказалась меньше суммы
масс образующих ядро протонов и нейтронов.
С помощью масс-спектрометра было также установлено, какие изотопы и в
каких пропорциях образуют естественную смесь изотопов каждого элемента.
Энергия связи ядер.
Как уже указывалось, мощные ядерные силы прочно скрепляют нуклоны в
ядре. Энергия, которую надо затратить, чтобы вырвать нуклон из ядра, называ-
ется энергией связи нуклонов в ядре. Это большая энергия – порядка, в сред-
нем, от 6 до 8 МэВ на один нуклон.
Энергия, которую надо затратить, чтобы разорвать ядро на отдельные ну-
клоны и все нуклоны ядра разнести на большие расстояния друг от друга, назы-
Рис. 12
