Ядерная физика

массовое число, число нейтронов,

число протонов.

Изотопы – одинаковое Z, разное A ;
Изобары – одинаковое A, разное Z .

Условный радиус ядра

Объем ядра пропорционален числу нуклонов в ядре,
плотность ядерного вещества

Спин ядра

внутреннее (полное) спиновое квантовое число.

Магические ядра с N или Z , равными 2,8,20,28,50,82,126,
дважды магические ядра N и Z равны 2,8,20,28,50,82,126.

2) радиус действия ~

3) обнаруживают зарядовую независимость, имеют неэлектрическую природу;

1) являются силами притяжения;

4) обладают свойством насыщения (нуклон взаимодействует с ограниченным числом соседних нуклонов);

5) не являются центральными;

6) зависят от взаимной ориентации спинов.

Оболочечная модель (1949-1950 г. М.Гепперт- Майер, Х.Иенсен): нуклоны в ядре распределе- ны по принципу Паули, наиболее устойчивы ядра с полностью заполненными оболочками. Модель применима для легких и средних невозбужденных ядер.

Обобщенная модель: К М + О М.

Оптическая модель.

где

массы протона, нейтрона и ядра, соответственно.

Энергия связи – это энергия, которую необходи-мо затратить для разделения ядра на составляю-щие его частицы без сообщения им кинетической энергии:

Наиболее прочны ядра с

Источник энергии - деление тяжелых ядер

Критерий устойчивости ядер:

синтез легких ядер.

Разделим переменные и проинтегрируем:

число ядер, нераспавшихся
к моменту времени t.

постоянная радиоактивного распада.

число ядер, распавшихся к моменту времени t.

где

Aктивность изотопа

Закон радиоактивного распада

характеризует число распадов за единицу времени:

Внесистемная единица активности – кюри (Ки):

В.Паули (1931г.): вместе с испускается нейтрино (позже антинейтрино ).

распад (электронный):

распад (позитронный)

Ядерные реакции записывают в виде:

где исходное и конечное ядра,
бомбардирующая и испускаемая одна (или несколько) частицы.

При ядерных реакциях выполняются законы сохранения:

электрического заряда
2) числа нуклонов
релятивистской полной энергии,
импульса,
момента импульса.

Различают реакции:

Энергия ядерной реакции

где массы покоя ядра-мишени бомбардирующей
частицы, массы покоя продуктов реакции.

Приборы, регистрирующие прохождение частицы:

Приборы для наблюдения и фотографирования:

импульсная ионизационная камера,
счетчики (сцинтилляционный, газоразрядный, черенковский, полупроводниковый).

ядерные фотоэмульсии,
камеры (Вильсона, диффузионная, пузырьковая).

3) биологическая доза определяет воздействие излучения на организм.

Внесистемная единица экспозиционной дозы–рентген (Р):

Биологический эквивалент рентгена (бэр):

Массу частицы выражают в МэВ или ГэВ.

Электрический заряд характеризует способность частицы участвовать в электромагнитном взаимодействии:

(для некоторых резонансов).

различаются знаками заряда;

знаками магнитного момента и барионного заряда;

характером взаимопревращений.

Переносчики ядерных взаимодействий:
мюоны и пионы

2. Электромагнитное – проявляется куло-новскими силами, обеспечивающими су-ществование атомов, рождение электрон-позитронной пары, комптоновское рассе-яние, упругое рассеяние электронов на ядрах, протонах, электронах.

4. Гравитационное – для всех тел Вселен-ной; существование звезд, планетных систем; в микромире роли не играет.

Все фундаментальные взаимодействия имеют обменный характер.

верхний (up),нижний (down), очарованный (charm), странный (strange), истинный (truth), прелестный (beauty).

Экспериментально кварки не зарегистрированы, но измерены их основные характеристики: спин (1/2), дробный заряд, три цвета.

гравитационная;
ядерная;
ядерная и электромагнитная;
электромагнитная.