49.Строение и основные характеристики атомных ядер. Ядерное взаимодействие. Дефект массы.

1. Нуклоны – нейтральные протоны.

Нейтрон в свободном состоянии радиоактивен.

Изотопы – атомы, где заряд одинаковый, а массы разные.

Относительное содержание	0,9221	0,0470

Существуют атомы с одинаковой массовым числом, но разными зарядами ядра – изобары.

2. Экспериментально было установлено, что сумма масс нуклонов не равна массе ядра в целом, т.е. можно записать, что

Т.е. энергией связи нуклона в ядре называется физическая величина = той работе, которую надо совершить для удаления нуклона из ядра, не сообщая ему кинетич. энергии.

Энергия связи

Если ввести понятие удельной энергии связи

Оказывается, что удельная энергия связи неодинакова для атомов одинаковой массы

У легких атомов удельная энергия связи маленькая.

50. Ядерные реакции. Деление ядер. Использование ядерной энергии.

Ядерная реакция – процесс сильного взаимодействия атомного ядра с элементарной частицей или другим ядром, приводит к образованию ядра.

Реакции:

1. Прямые: X+a →Y+b (5) ;

2. Ядерные реакции с промеж.ядромX+a →П→Y+b (6).

Вероятность ядерной реакции характеризуется эффективным сечением рассеяния Ϭ.

[Ϭ] =барн, 1 барн=

– толщина слоя.

n – концентрация.

В первые реакции деления ядра были рассмотрены нем.учёным Фрицем Шмастером. Они изучали взаимодействие атома урана.

С уществует экспериментально установленная зависимость выхода продуктов этой реакции от массы осколков.

– 0,72% - в природе

– 99,3% - в природе

+

Реакция радиоактивного захвата

Лёгкая вода - , тяжёлая вода -

51.Реакция синтеза ядер. Использование ядерной энергии.

Реакции синтеза лёгких ядер - термоядерные реакции. Температура, которая нужна , составляет 2* . Сегодня в водородных бомбах происходит синтез:

/нуклон

На Солнце ядерный синтез возможен по нескольким механизмам:

1. 2) углер -гамоквант

В реакциях синтеза выделяется значительно больше энергии в расчете на один нуклон, чем в реакциях деления.

52. Фундаментальные взаимодействия. Элементарные частицы, их свойства

Существует четыре вида взаимодействия между частицами:

1. Сильное взаимодействие (по силе самое сильное):ядерные силы- взаимодействия нуклидов в ядре

1-Strong, S- взаимодействия

2. Электромагнитное взаимодействие: обеспечивает взаимодействие между электрически заряженными частицами и их фотонами

0,01-Electromagnetic, E-взаимодействие

3. Слабое взаимодействие: присущее всем элементарным частицам, кроме фотона

-Weak, W-взаимодействие

4. Гравитационное взаимодействие: проявляется в виде сил взаимодействия всемирного тяготения. Эти силы обуславливают существования вселенной, звезд, планетарных систем.

Gravitation, G- взаимодействия

Все фундаментальные взаимодействия носят отмеченный характер. Схема их реализации такова:

a,b,c,d- начальное и конечное состояние

x- катализатор взаимодействия

В этих четырех взаимодействиях: в сильном переносчик-глюон, в электромагнитном – фотон, в слабом взаимодействуют – бозоны, в гравитационном – гравитоны.

Элементарные частицы принято делить на три группы:

1) фотоны; эта группа состоит всего лишь из одной частицы — фотона — кванта электромагнитного излучения;

2) лептоны (от греч. «лептос» — легкий), участвующие только в электромагнитном и слабом взаимодействиях. К лептонам относятся электронное и мюонное нейтрино, электрон, мюон и открытый в 1975 г. тяжелый лептон — -лептон, или таон, с массой примерно 3487m_e, а также соответствующие им античастицы. Название лептонов связано с тем, что массы первых известных лептонов были меньше масс всех других частиц. К лептонам относится также таонное нейтрино, существование которого в последнее время также установлено;

3) адроны (от греч. «адрос» — крупный, сильный). Адроны обладают сильным взаимодействием наряду с электромагнитным и слабым. Из рассмотренных выше частиц к ним относятся протон, нейтрон, пионы и каоны.

Для всех типов взаимодействия элементарных частиц выполняются законы со­хранения энергии, импульса, момента импульса и электрического заряда.