Ядерная физика

Август 1, 2022

Главная
Физика
Ядерная физика

Содержание

2. Ядерная физика, раздел физики, посвященный изучению структуры атомного ядра, процессов радиоактивного распада и механизма ядерных реакций.
3. Канонизированного деления современной ядерной физики на более узкие области и направления не существует. Обычно различают ядерную
4. Обширной составной частью ядерной физики низких энергии является нейтронная физика, охватывающая исследования взаимодействия медленных нейтронов с
5. Ядерные реакции
6. Ядерная реакция – это процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, сопровождающийся изменением
7. Ядерные реакции могут быть как экзотермическими (с выделением энергии) так и эндотермическими (с поглощением энергии). Энергетическим
8. Первая ядерная реакция была осуществлена в 1919 г. Э. Резерфордом. Бомбардируя ядра азота альфа-частицами, он получил
9. В этой же реакции из ядра азота было выбито ядро водорода Отсюда Резерфорд заключил, что оно
10. Нейтрон, как уже говорилось, был открыт значительно позже, в 1932 г. Автором этого открытия считается английский
11. Ядерные реакции могут протекать: В лабораторных экспериментах. В естественных условиях (например, в недрах звезд)
13. Скачать презентацию

Слайд 2

Ядерная физика, раздел физики, посвященный изучению структуры атомного ядра, процессов радиоактивного

распада и механизма ядерных реакций. Придавая этому термину более общий смысл, к ядерной физике часто относят также физику элементарных частиц. Иногда разделами «Ядерная физика» продолжают считать направления исследований, ставшие самостоятельными ветвями техники, например ускорительную технику ядерную энергетику. Исторически «Ядерная физика» возникла ещё до установления факта существования ядра атомного. Возраст «Ядерной физики» можно исчислять со времени открытия радиоактивности.

Слайд 3

Канонизированного деления современной ядерной физики на более узкие области и

направления не существует. Обычно различают ядерную физику низких, промежуточных и высоких энергий. К ядерной физике низких энергий относят проблемы строения ядра, изучение радиоактивного распада ядер, а также исследования ядерных реакций, вызываемых частицами с энергией до 200 Мэв. Энергии от 200 Мэв до 1 Гэв называются промежуточными, а свыше 1 Гэв — высокими. Это разграничение в значительной мере условно (особенно деление на промежуточные и высокие энергии) и сложилось в соответствии с историей развития ускорительной техники. В современной ядерной физике структуру ядра исследуют с помощью частиц высоких энергий, а фундаментальные свойства элементарных частиц устанавливают в результате исследования радиоактивного распада ядер.

Слайд 4

Обширной составной частью ядерной физики низких энергии является нейтронная физика, охватывающая

исследования взаимодействия медленных нейтронов с веществом и ядерные реакции под действием нейтронов. Молодой областью ядерной физики является изучение ядерных реакций под действием многозарядных ионов. Эти реакции используются как для поиска новых тяжёлых ядер, так и для изучения механизма взаимодействия сложных ядер друг с другом. Отдельное направление ядерной физики — изучение взаимодействия ядер с электронами и фотонами. Все эти разделы ядерной физики тесно переплетаются друг с другом и связаны общими целями.

Слайд 5

Ядерные реакции

Слайд 6

Ядерная реакция – это процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной

частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры ядра и выделением вторичных частиц или γ-квантов. В результате ядерных реакций могут образовываться новые радиоактивные изотопы, которых нет на Земле в естественных условиях.

Символически реакции записываются в виде:

A + X → Y +b

В любой ядерной реакции выполняются законы сохранения электрических зарядов и массовых чисел: сумма зарядов (и массовых чисел) ядер и частиц, вступающих в ядерную реакцию, равна сумме зарядов (и сумме массовых чисел) конечных продуктов (ядер и частиц) реакции. Выполняются также законы сохранения энергии, импульса и момента импульса.

Слайд 7

Ядерные реакции могут быть как экзотермическими (с выделением энергии) так и эндотермическими (с поглощением энергии).
Энергетическим

выходом ядерной реакции или энергией реакции Q называется разность кинетических энергий конечного и начального состояний частиц, участвующих в ядерной реакции:

Q=E'k-Ek.

Если реакция идет с выделением кинетической энергии, то Q>0 и реакция называется экзотермической.
Если реакция идет с поглощением кинетической энергии, то Q<0 и реакция называется эндотермической.

Q=(ml + m2—т3—т4)с2

Слайд 8

Первая ядерная реакция была осуществлена в 1919 г.
Э. Резерфордом. Бомбардируя

ядра азота альфа-частицами, он получил вместо азота кислород:

В этой реакции впервые было осуществлено искусственное превращение одного химического элемента в другой. Рассказывают, что Резерфорд был настолько поглощен исследованиями этого превращения, что даже опоздал как-то на важное заседание Комитета по военным разработкам. Объясняя свою задержку, он сказал:

«Я был занят исследованиями, которые, как мне кажется, могут привести к искусственному расщеплению атома. Если это действительно так, то подобное исследование неизмеримо важнее, чем война!»

Слайд 9

В этой же реакции из ядра азота было выбито ядро водорода

Отсюда Резерфорд заключил, что оно является составной частью сложных ядер и может считаться новой элементарной частицей. Эту частицу сначала хотели назвать «бароном» (от греч. «барос» — тяжесть), но более подходящим оказалось название «протон», которое было предложено Резерфордом в 1920 г. С одной стороны, оно происходило от греч. «протос» — первый, первичный, а с другой стороны, по замыслу Резерфорда, напоминало фамилию английского ученого У. Проута, который еще в 1815 г. выдвинул гипотезу о том, что атомы водорода входят в состав всех остальных атомов.

Слайд 10

Нейтрон, как уже говорилось, был открыт значительно позже, в 1932 г.

Автором этого открытия считается английский физик Дж. Чедвик, хотя ядерная реакция, в которой впервые проявился нейтрон, а именно
наблюдалась за два года до этого немецкими физиками В. Боте и Г. Бекером. Именно они впервые заметили, что в результате облучения бериллия альфа-частицами возникает какое-то нейтральное излучение. Однако Боте и Бекер приняли его за гамма-излучение, и лишь Чедвик убедительно показал, что это новые частицы с нулевым электрическим зарядом. Поскольку это были нейтральные частицы, их решили назвать нейтронами (от лат. neuter— ни тот ни другой).

«Коронация» нейтрона произошла 28 апреля 1932 г. в Лондонском королевском обществе. Резерфорд сказал: «Если гипотеза о нейтронах будет подтверждена далее, то они будут иметь большое влияние на наше понимание образования ядра и его состава».

Слайд 11