Электронное облучение всей массы изотопов [закрыто]

Я собираюсь опубликовать этот вопрос в формате «цель» и «вопрос», чтобы его было легче понять:

Цель

Я планирую провести эксперимент по ядерной физике, в котором у меня будет произвольная масса стабильного изотопа. Например, предположим, что у нас есть 10 г 128Te, полученных в результате распада короткоживущего бета-излучателя 128Sb.

Цель состоит в том, чтобы облучить образец электронами высокой энергии, чтобы мы могли преобразовать протоны в ядрах стабильных изотопов в нейтроны, тем самым превратив 128Te обратно в 128Sb. (Обратитесь к этому предыдущему вопросу для получения дополнительной информации о механизме)

Детектор будет помещен рядом с образцом, чтобы подтвердить, что протоны были успешно преобразованы в нейтроны, путем проверки бета-излучения.

Вопросы)

Пара вопросов по моей настройке:

  1. Можно ли облучить каждый атом в образце или приблизиться к этому? Имейте в виду, что электронам нужна довольно высокая энергия (чуть больше 1,29 МэВ), чтобы вызвать преобразование протонов в нейтроны, поэтому планировалось использовать линейный ускоритель. Но как облучать весь образец с помощью линейного ускорителя?
  2. Есть ли какой-нибудь способ гарантировать, что после того, как в атоме завершится превращение протона в нейтрон, электроны с дальнейшим ускорением больше не столкнутся с этим ядром?

Спасибо всем заранее.

Выглядит как утомительная комбинация расчетов потерь энергии, поперечного сечения и срока службы. Что касается части 2, нет, вы не можете.
Просмотрев ENSDF, я не понимаю, откуда взялись ваши 1,29 МэВ - Q-значение для бета-распада составляет 4,363 МэВ. Кроме того, я не уверен, как вы собираетесь сбалансировать энергию и импульс в системе центра масс, если вы облучаете только электронами и не ожидаете, что ничего не выйдет.
Как вы производите/получаете достаточно чистый 128 С б во-первых, если это недолговечно?
@JonCuster Где я получаю «1,29 МэВ» для преобразования протона в нейтрон, для этого требуется не менее 1,29 МэВ энергии. Таким образом, мы берем протон в ядре и превращаем его в нейтрон, так что ядро ​​снова подвергается распаду. Или мое понимание ошибочно?
Ну, как уже отмечалось, значение добротности для бета-распада составляет 4,363 МэВ — это энергия, выделяющаяся в этой реакции. Так что да, ваше понимание ошибочно.
@StephenG 128Sb имеет период полураспада около 9 часов. Не обязательно, что нам нужен 128Sb (подойдет и 128Te), так как цель состоит в том, чтобы превратить протон в ядре в нейтрон.
Что ж, если это ваша цель, вам, вероятно, следует рассмотреть что-то вроде реакции 128Te(n,p)128Sb, хотя поперечное сечение составляет всего 10 мб при энергии нейтронов ~ 20 МэВ, со многими другими (n, *) конкурирующими реакциями.

Ответы (1)

На уровне ядер и электронов человек находится в рамках квантовой механики, что означает вероятности, а также в рамках специальной теории относительности, где масса представляет собой длину четырех векторов вектора энергии-импульса.

Из-за этого протоны и нейтроны, связанные в ядре, не имеют массы, которую они имеют в свободном состоянии.

Когда нуклоны связываются вместе, образуя ядро, они должны терять небольшое количество массы, т. е. происходит изменение массы, чтобы оставаться связанными. Это изменение массы должно быть высвобождено в виде различных типов энергии фотонов или других частиц, как указано выше, в соответствии с соотношением Е "=" м с 2 . Таким образом, после удаления энергии связи б я н д я н г е н е р г у "=" м а с с с час а н г е × с 2 . Эта энергия является мерой сил, удерживающих нуклоны вместе. Он представляет собой энергию, которую необходимо пополнить из окружающей среды, чтобы ядро ​​распалось на отдельные нуклоны.

Таким образом, энергии пучка, который вы проектируете, недостаточно, чтобы снова превратиться в связанный протон, как обсуждается в комментариях.

Предположим, что вы получаете правильный энергетический луч и видите свои вопросы.

  1. Можно ли облучить каждый атом в образце или приблизиться к этому?

Нет, если только ваш образец не представляет собой слой толщиной в несколько атомов. Электроны в пучке будут по-разному взаимодействовать с электрическими полями решетки и отклоняться, теряя энергию, что неблагоприятно для бета+-распада. (распад, потому что в процессе выйдет антинейтрино).

  1. Есть ли какой-нибудь способ гарантировать, что после того, как в атоме завершится превращение протона в нейтрон, электроны с дальнейшим ускорением больше не столкнутся с этим ядром?

Это будет сложно и требует экспериментов. Возьмите серию образцов тонкой пленки. Облучите их во временной последовательности, временная выборка 1, временная выборка 2 и т. д. Запишите количество ядер, распадающихся обратно (за фиксированное большее время). В момент времени, когда достигается насыщение, можно предположить, что все они были облучены. Конечно, если можно рассчитать сечения и т. д., можно было бы смоделировать это, но я предполагаю, что это то, что вы ищете.

Электронное облучение всей массы изотопов [закрыто]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v