1.Электрический заряд ядра. Единицы измерения и методы экспериментального определения.

е = 1,602 ×10^-19 Кл (4,8×10^-10 CГCЕ ед.) – абсолютная величина элементарного электрического заряда.

Заряд ядра был определен в 1913 г. Мозли, который измерил с помощью дифракции на кристаллах длину λ волны характеристического рентгеновского излучения для ряда химических элементов, следующих друг за другом в периодической системе элементов. и установил, что (закон Мозли): aZ – b, где a и b – константы для данной серии рентгеновского излучения и не зависят от элемента.

З акон Мозли определяет заряд ядер химического элемента косвенным образом. Резерфорд, используя закон Кулона, получил формулу В формуле N – количество α-частиц, падающих в единицу времени на рассеиватель; dN – количество рассеянных в единицу времени α-частиц в телесный угол dΩ под углом θ; Ze и n – заряд ядер рассеивателя и их концентрация; v и m_α – скорость и масса α-частиц. Схема опыта Чедвика приведена на рис. 1.2.1. Рассеиватель α-частиц в виде кольца (заштриховано на рис 1.2.1) размещался сносно и на равных расстояниях между источником И и детектором α-частиц Д. При измерении количества dN рассеянных α-частиц отверстие в кольце закрывалось экраном, который поглощал прямой пучок α‑частиц из источника в детектор. Детектор регистрировал только α‑частицы, рассеянные в телесный угол dΩ под углом θ к падающему пучку α-частиц. Затем кольцо перекрывалось экраном с отверстием, и измерялась плотность тока α-частиц в точке расположения детектора. Используя полученные данные, рассчитывалось количество N α‑частиц, падающих на кольцо в единицу времени. Таким образом, если известна энергия α-частиц, испускаемых источником, без труда определяется величина Z в формуле (1.2.2).

2.Искуственная радиоактивность (активация). Кол-ное описание накопления и распада радиоактивных ядер при активации.

Активация – процесс получение из стабильных ядер радиоактивных ядер. q(t) – скорость образования новых радиоактивных, то скорость изменения числа образующихся радиоактивных ядер за время dt составит решение с начальным условием N(t = 0) = 0 Умножив на постоянную распада λ получим наведенную активность вещества:

3.Спосбы описания нейтронного поля. Потоковые и токовые характеристики. Альбедо.

Билет 24

1.Ядерные силы, объемный характер.

2.Ионизационные потери энергии при прохождении заряженных частиц через ве-во.

3.Использование запаздывающих нейтронов для управления цепной реакцией деления.

Билет 25

1.Модель ядерных оболочек.

Современная модель атома строится в предположении о независимом (от других электронов) движении электрона в центральном электрическом поле Основные предположения при построении оболочечной модели следующие.

1. Нуклоны двигаются в сферически симметричном самосогласованном поле ядерных сил, создаваемом всеми нуклонами ядра, т.е. реальные силы, действующие между нуклонами, заменяются действием общего для всех нуклонов силового центра 2. Нуклоны, двигаясь в потенциальной яме, могут находиться на различных дискретных энергетических уровнях. Основному состоянию -полное заполнение самых нижних уровней. движении нуклоны могут сталкиваться и обмениваться энергией может уменьшиться и он должен оказаться на одном из более низких энергетических уровней. Но эти уровни уже заполнены и на них, согласно принципу Паули, другие нуклоны поместить нельзя Этим оправдывается предположение об отсутствии взаимодействия между нуклонами и, как следствие, возможность одночастичной характеристики их состояний с помощью набора квантовых чисел.

Состояние нуклона (одночастичное состояние) в потенциальной яме характеризуется квантовыми числами n, l, j, m_j и определенной четностью.

Число n = 1, 2, 3, . . . – главное квантовое число нумерует энергетические уровни нуклона при заданном l. Уровни с квантовыми числами орбитального момента l = 0, 1, 2, и т.д обозначаются s , p, d, f и далее по алфавиту. По правилу сложения квантовомеханических векторов ( ) для l ≠ 0 квантовое число j полного момента может иметь только два значения j = l ± 1/2. (2.3.5)

Таким образом, в результате спин-орбитального взаимодействия каждый уровень с заданными n и l ≠ 0 расщепляется на два подуровня с различными значениями энергии, которые всегда выражаются положительными полуцелыми числами: 1/2, 3/2, 5/2, и т.д Через m_j обозначается проекция полного момента (азимутальное квантовое число), которая имеет 2j + 1 значений: m_j = - j, - j+1, . . . , j-1, j.

Каждый из уровней обладает определенной четностью (-1)^l (см. (1.8.10)), которая совпадает с четностью квантового числа l.

Обозначение уровней нуклона в ядре или систематика уровней имеет следующий вид. Первой ставится цифра главного квантового числа n, затем следует буква, обозначающая квантовое число орбитального момента l (s, p, d, . . .), нижний правый индекс которой равен квантовому числу j полного момента нуклона.

Из модели оболочек следует, что: 1. Основные состояния дважды магических ядер должны иметь характеристику 0⁺, т.е. каждая заполненная оболочка имеет нулевой спин и положительную четность. 2. Характеристика основного состояния ядра, имеющего на один нуклон больше дважды магического, определяется характеристикой уровня, следующего поверх оболочки магического числа. 3. Характеристика основного состояния ядра, имеющего на один нуклон меньше дважды магического ядра, определяется характеристикой высшего уровня оболочки, соответствующей магическому числу, на которой должен находиться недостающий нуклон. Эти правила выполняются без исключений

Однако для двух и более нуклонов косяк и поэтэму: Модель оболочек, учитывающая эффект спаривания одноименных нуклонов, называется моделью оболочек с феноменологическим спариванием.

В этой модели предполагается, что при четном числе нуклонов одного сорта они объединяются в пары с нулевым спином, либо при нечетном числе нуклонов в пары объединяются все, за исключением одного, состояние которого должно определять спин и четность ядра. Отсюда следует: 1. Основные состояния всех четно-четных ядер имеют характеристику 0⁺. Это правило не имеет исключений. 2. Характеристика основного состояния ядра с нечетным А должны иметь совпадать с характеристикой уровня, на котором располагается этот последний неспаренный нуклон.

Эти два фактора учитывает модель атомного ядра, которая называется обобщенной моделью ядра. ЕЮ одновременно учитываются коллективные и одночастичные степени свободы, т.е. она является синтезом. Ядро предполагается состоящим из сферически симметричного остова, для описания которого используется коллективная модель.