ایزوتوپ های اتم هیدروژن - نوترون چه جوری می میره

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
justin bieber

عضویت : چهارشنبه ۱۴۰۰/۷/۱۴ - ۲۲:۰۱


پست: 1

سپاس: 1

جنسیت:

ایزوتوپ های اتم هیدروژن - نوترون چه جوری می میره

پست توسط justin bieber »

نوترون که می میره پوروتون با الکترون درست میشه = اتم هیدروژن . نوترون دیگه نداره . چه جوری دو تا ایزوتوپ دیگه ی هیدروژن نوترون میاد میچسبه بهش از کوجا میاد ؟ smile253
اگر عمر نوترون نزدیک 800 ثانیه است پس تو اتم هایی که نوترون دارن اون نوترون بمیره چه جوری اتمه نابود نمیشه و پوروتون ها هم دیگرو دفع نمی کنن ؟ عمر هر اتم به عمر نوترون اون وصله؟ smile172
چه جوری توی ایزوتوپ تریتیوم هیدروژن یه پوروتون به دو تا نوترون وصل شده . یه پوروتون می تونه به چندتا نوترون وصل بشه ؟ smile172

نمایه کاربر
maxrg.ir

عضویت : یک‌شنبه ۱۴۰۰/۵/۲۴ - ۱۰:۰۲


پست: 55

سپاس: 19


تماس:

Re: ایزوتوپ های اتم هیدروژن - نوترون چه جوری می میره

پست توسط maxrg.ir »

چیزی که آزمایش‌ها نشان می‌دهد، این است که نوترون آزاد عمر کوتاهی در حد ۸۰۰ ثانیه دارد. (البته یکی از معماهای تجربی هم این است که چرا روش‌های مختلف اندازه‌گیری نیمه‌عمر نوترون، به اعداد مختلفی منجر می‌شود. در یک روش، تعداد نوترون‌ها را می‌شمارند و در روشی دیگر تعداد پروتون‌ها را. قاعدتاً نتیجه نباید فرقی کند، ولی فرق می‌کند! یکی از توضیحات ممکن این است که نوترون گاهی به ماده‌تاریک واپاشی می‌کند و گاهی به پروتون.)

در هسته وضعیت بسیار متفاوتی حاکم است. نوترون مقید در قید نیروهای الکتریکی و هسته‌ای قوی است و اگر بخواهد متلاشی شود، باید آنقدر انرژی داشته باشد که از سد همه آنها بگذرد. چیزی که ما می‌بینیم این است که نوترون چنین انرژی‌ای ندارد! حالا باید مدلی بسازیم که این وضعیت را توصیف کند. مدلی که داریم تقریباً چنین چیزی می‌گوید: اولاً نوترون و پروتون را با یک نام مشخص کنید و آنها را نوکلئون بنامید. نوکلئون‌ها به‌صورت پوسته‌ای توزیع شده‌اند. یعنی تعدادی از آنها در پوسته میانی، تعدادی در پوسته بعدی و الی آخر. نوکلئون‌ها در هر پوسته حرکت می‌کنند. به‌ویژه نوکلئون‌های پوسته میانی ذره آلفا (دو پروتون و دو نوترون به‌هم چسبیده) هستند. ذره آلفای میانی را شبیه حلقه‌ای تصور کنید که هم حول محور عمودی گذرنده از مرکز آن می‌چرخد، و هم حول محورهای افقی گذرنده از مرکز. این مدل به مدل آلفا (یا مدل ماژول آلفا) معروف است.

حالا با این مقدمه، فرض کنید نوترون داخل دوتریوم بخواهد به پروتون تبدیل شود. در این صورت، دوتا پروتون کنار هم می‌نشینند. انرژی الکتریکی لازم برای تأمین چنین چیدمانی بسیار زیاد است، ولی چون الکترون نیز حاضر است و بار الکتریکی آن با پروتون برابر است، ممکن است شرایطی ایجاد شود که آن انرژی را خنثی کند. پس اگر تنها نیروی الکتریکی را در نظر بگیریم، منعی برای واپاشی نوترون نیست.
از طرفی، اگر فقط به نیروی هسته‌ای قوی بین نوکلئون‌ها فکر کنیم و با مدل آلفا کاری نداشته باشیم، فرقی چندانی بین پروتون و نوترون نیست و همان نیرویی که بین نوترون و پروتون برقرار است، بین پروتون و پروتون نیز برقرار است و این نیرو منعی برای واپاشی نوترون به حساب نمی‌آید.

اما فرض کنید در مدل آلفا، نیروی هسته‌ای را ناشی از نوعی بار می‌دانیم. می‌توان آن نیرو را با
\[
F \propto \Omega_1 \Omega_2 \frac{e^{-\frac{s}{s_0}}}{s^2}
\]
تخمین زد. $\Omega_1$ و $\Omega_2$ همان بارهای مورد نظر هستند و اگر بار پروتون را ۱ فرض کنیم، از نتیجه شبیه‌سازی‌ها و بررسی‌های آماری، مقدار بار نوترون تقریباً $-\frac23$ به‌دست می‌آید. با این حساب، اگر قرار باشد در هسته‌ها، نوترون به پروتون تبدیل شود، معنایش این است که نوکلئون با بار $-\frac23$ به نوکلئون با بار $+1$ تبدیل شود. چون الکترون‌ها سهمی در این برهمکنش (که برهمکنش قوی هسته‌ای است) ندارند، پس هیچ چیزی برای خنثی کردن انرژی آن وجود ندارد. یعنی در مدل آلفا، تبدیل نوترون به پروتون به انرژی‌ای نیاز دارد که منبعی برای تأمین آن وجود ندارد.

با بزرگ شدن هسته بعضی از نوکلئون‌ها تأثیر کمتری روی هم می‌گذارند و درنتیجه بعضی از آنها راحت‌تر متلاشی می‌شوند. دقیق نمی‌توان گفت که هر پروتون به چند نوترون وصل می‌شود. ممکن است به تعداد زیادی وصل شود ولی نیمه‌عمر کمی داشته باشد.
لختی مکث و اندکی تفکر کنیم ...

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami

محل اقامت: City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 1009

سپاس: 676

جنسیت:

تماس:

Re: ایزوتوپ های اتم هیدروژن - نوترون چه جوری می میره

پست توسط rohamjpl »

نیروی هسته ای یک اثر باقی مانده از نیروی بنیادی تر یا تعامل قوی است. فعل و انفعال قوی نیروی جذابی است که ذرات ابتدایی به نام کوارک را به هم متصل کرده و خود نوکلئون (پروتون و نوترون) را تشکیل می دهد. این نیروی قوی تر توسط ذراتی به نام گلوئون ها واسطه می شود. گلوون ها کوارک ها را با نیرویی مانند بار الکتریکی اما با قدرت بسیار بیشتر در کنار هم نگه می دارند. کوارک ها ، گلوئون ها و پویایی آنها بیشتر در نوکلئون ها محدود شده است ، اما تأثیرات باقی مانده کمی فراتر از مرزهای نوکلئون ها ایجاد می شود تا نیروی هسته ای ایجاد شود
1.39 × 10-22 ثانیه
از طریق انتشار نوترون با نیمه عمر 1.39 × 10-22 ثانیه از بین می رود. H یکی دیگر از ایزوتوپهای سنگین هیدروژن بسیار ناپایدار است. هسته از یک پروتون و چهار نوترون تشکیل شده است. در آزمایشگاه با بمباران تریتیوم با هسته های سریع تریتیوم سنتز شده است.هیدروژن (1H) دارای سه ایزوتوپ طبیعی است که گاهی 1H ، 2H و 3H نشان داده می شود. H و 2H پایدار هستند ، در حالی که 3H نیمه عمر 12.32 ± 0.02 سال دارد. ایزوتوپهای سنگین تری نیز وجود دارد که همه آنها مصنوعی هستند و نیمه عمر آنها کمتر از یک زپتوسکون (10-21 ثانیه) است.
، دوتریوم کاملاً پایدار است. پوسیدگی دوتریوم می تواند باشد
$\ce{D -> P + N + e + \bar{\nu}}_e$
جایی که D دوتریم است ، P یک پروتون است ، N یک نوترون است ، e یک الکترون است و ν¯e یک نوترینو الکترون است. مجموع انرژیهای جرمی مجموعاً به $1877.05\,\mathrm{MeV}$ (مگا الکترون ولت) می رسد. اما جرم $1875.6\,\mathrm{MeV}$ است ، بنابراین پوسیدگی نمی تواند اتفاق بیفتد زیرا حفاظت از جرم/انرژی شکسته می شود. هیچ راهی برای دور زدن این امر وجود ندارد ، حتی اگر اتم دوتریوم اولیه را با انرژی اضافی از نوعی دیگر غوطه ور نکنیم. دوتریوم هرگز تجزیه نمی شود مگر اینکه به دلایلی پروتون ناپایدار شود.
اگر به دلایلی دوتریوم پوسیده شود ، می تواند به 2He برسد ... که سپس به دوتریوم باز می گردد.
آیا ممکن است که هر ایزوتوپ رادیواکتیو باشد و ایزوتوپ هایی که ما آنها را پایدار می نامیم در واقع ناپایدار هستند اما نیمه عمر بسیار طولانی دارند؟من خوانده ام که نیمه عمر تلوریم 128 دارای$2.2 \times 10^{24}$سال است که بسیار بزرگتر از سن جهان است.
بنابراین من فکر کردم که شاید هر ایزوتوپ هر اتم رادیواکتیو باشد و ایزوتوپهایی که ما آنها را "پایدار" می نامیم در واقع ناپایدار هستند اما نیمه عمر آنها بسیار بزرگ است (اما نه بی نهایت) ، مانند $10^{100}$ سال در صورت فروپاشی پروتون ها ، آنچه شما می گویید درست است: همه هسته های اتمی در واقع ناپایدار هستند و یک هسته به اصطلاح "پایدار" دارای نیمه عمر بسیار طولانی است تا پوسیدگی آن قابل مشاهده باشد.محکم ترین هسته 62Ni است ، با انرژی اتصال در هر نوکلئون 8.79 MeV ، که کمتر ازدرصد از جرم یک نوکلئون است. از سوی دیگر ، پوسیدگی پروتون طی فرآیندی مانند$p \to e^+ + \pi^0$
منجر به از بین رفتن بیشتر جرم پروتون می شود. بنابراین اگر پروتون بتواند پوسیده شود ، کاملاً واضح است که هسته اتمی همیشه جرم بیشتری نسبت به حالت نهایی فرضی که در آن برخی یا همه پروتون ها پوسیده شده اند ، دارد. به عبارت دیگر ، در حالی که نوترونها به دلیل انرژی اتصال هسته در هسته های اتمی "پایدار" تجزیه نمی شوند ، پروتون ها نمی توانند به این دلیل محافظت شوند زیرا تجزیه آنها از نظر انرژی بسیار مطلوب تر است (از نوترون به پروتون).رابطه پوسیدگی و نیمه عمر $\displaystyle\lambda=\frac{\ln\left(2\right)}{t_{1/2}}\approx\frac{0.693}{t_{1/2}}\\$و پوسیدگی ${\displaystyle {\begin{aligned}N(t)&=N_{0}\left({\frac {1}{2}}\right)^{\frac {t}{t_{1/2}}}\\N(t)&=N_{0}e^{-{\frac {t}{\tau }}}\\N(t)&=N_{0}e^{-\lambda t}\end{aligned}}}$
I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست