Элементы ядерной физики

Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Эти частицы

1 а.е.м. = 931,5 МэВ = 1,66·10-27 кг.

Протон:
Заряд: +е = +1,6·10-19 Кл
Масса: mp = 1,00759 а.е.м. = 938,28 МэВ = 1836·me
Собственный
магнитный момент: μp = 2,793·μя = μе/660
Спин: s = ½

- ядерный магнетон

Т½ = 12 мин.

A – Z


V ~ r03 ~ A
ρ ≈ 2·1017 кг/м3

больше 9/2. У всех ядер с четным числом нуклонов спин

6.2. Ядерные силы.

Ядерные силы действуют между нуклонами и не дают протонам разлететься под действием кулоновских сил.

Особенности ядерных сил:
Ядерные силы короткодействующие ~ 10-15 м.
Ядерные силы обладают зарядовой независимостью.
Ядерные силы зависят от ориентации спинов.
Ядерные силы не являются центральными.
Ядерные силы обладают свойством насыщения.

частиц испускает квант поля, а другая его поглощает. При взаимодействии

полуэмпирическую формулу энергии связи ядра и объяснить процесс деления тяжелых

суммы масс составляющих его нуклонов. Причина – сильное взаимодействие нук-лонов

Есв = 931·(2·1,00759 + 2·1,00898 – 4,00260) = 28,4 МэВ

превращения независимо друг от друга.

λ – постоянная распада.

= ±1).
β– – распад – испускание электрона.
β+ – распад –

К – захват – захват ядром одного из электронов.

3. γ – распад.

числа:

пролета нуклона с энергией порядка 1 МэВ (v ≈ 107

Реакции, вызываемые быстрыми частицами:

Реакции, вызываемые очень быстрыми частицами (нес-колько сотен МэВ) могут протекать в виде взрыва ядра.

исходных ядер, реакция идет с поглощением энергии (эндоэнергетическая реакция) и

Пример

исходных ядер, реакция идет с выделением энергии (экзоэнергетическая реакция) и

Пример

235U и 239Pu особенно хорошо делятся тепловыми нейтронами.
Ядра 238U делятся

реакции, не поглотившись каким-либо ядром.
Природный уран: 99,27% 238U, 0,72% 235U,

В чистом 235U каждый захваченный нейтрон вы-зывает деление ядра с испусканием в среднем 2,5 нейтронов.

Если масса урана меньше критической – большин-ство нейтронов вылетает наружу.

2·109 К
Протон – протонная цепочка:

настоящее время открыто несколько сотен частиц.
Систематика элементарных частиц:
По спину: бозоны

протон, нейтрино.
Квазистабильные (τ > 10-20 с)

По характеру взаимодействий:

Переносчики взаимодействий – фотоны, W- и Z- бозоны, глюоны, «гравитоны».
Лептоны (слабое взаимодействие, s = ½) – мюоны, таоны, электроны, нейтрино.
Адроны (сильное взаимодействие) – мезоны, барионы.

(полуцелый спин, масса не меньше массы протона) – нуклоны, гипероны,

барионного, лептонного), масса, спин, время жизни у них одинаковые.

В =

всех зарядов.

кварк – антикварк. Барионы – три кварка.