Введение в ядерную физику / Примерные_Вопросы_Экзамен_ВЯФ2023

Вопросы по курсу Введение в ядерную физику

Тема1.Свойства ядер, модели ядер.

1.Состав ядра, его заряд и масса. Радиоактивность. Размер ядра.

2.Энергия связи. Удельная энергия связи. Основные свойства ядерных сил.

3.Капельная модель ядра. Полуэмпирическая формула Вайцзеккера для энергии связи.

4.Модель Ферми-газа. Изотопический спин (определение понятия и применение в модели Ферми-газа). Импульс Ферми. Уровни возбуждения в потенциальной яме.

5.Оценка глубины потенциальной ямы и средней энергии в модели Ферми-газа.

6.Спин и магнитный момент ядер. Методы определения, метод магнитного резонанса Раби.

7.Магические числа. Оболочечная модель. Спин-орбитальное взаимодействие.

8.Четность, закон сохранения четности в ядерных реакциях. Предсказания спинов, четностей

имагнитных моментов ядер в рамках оболочечной модели.

9.Форма ядра. Обобщенная модель ядра. Электрический квадрупольный момент. Гигантские резонансы

Тема 2. Взаимодействие излучения с веществом

10.Ионизационные потери энергии тяжелых частиц в веществе. Вывод формулы Бора-Бете.

11.Ионизационные потери энергии в веществе. Формула Бете-Блоха. Пробег заряженных частиц. Кривая Брегга.

12.Образование дельта-электронов. Импульсная диаграмма. Максимальная энергия дельтаэлектрона. Флуктуации потерь.

13.Рассеяние на ядре атома, многократное рассеяние. Среднеквадратичный угол рассеяния.

14.Тормозное излучение, его сечение, потери энергии, радиационная длина, критическая энергия.

15.Синхротронное излучение.

16.Излучение Черенкова-Вавилова.

17.Переходное излучение.

18.Виды взаимодействия гамма-квантов с веществом. Фотоэффект.

19.Взаимодействие гамма-квантов с веществом. Комптон-эффект. Обратный Комптон-эффект

20.Взаимодействие гамма-квантов с веществом. Образование электронно-позитронных пар гамма-квантами. Электромагнитный каскад в веществе.

21.Детекторы ионизирующих излучений, идентификация частиц.

Тема 3.Превращения атомных ядер

22.Виды радиоактивности. Закон радиоактивного распада. Энергетическое условие распада.

23.Последовательные распады. Вековое равновесие. Радиоактивные ряды. Геохронология

24.α- распад. Закон Гейгера - Неттола.

25.Элементарная теория α распада.

26.Трансурановые элементы.

27.β распад. Энергетический спектр. Нейтрино. Доказательства существования нейтрино.

28.β распад. Теория Ферми. Разрешенные и запрещенные переходы. Правила отбора Ферми и Гамова-Теллера

29.β распад. Форма энергетического спектра. График Кюри. Масса нейтрино.

30.Нарушение четности при β распаде. Опыт Ву. Спиральность нейтрино.

31.излучение ядер. Классификация переходов и правила отбора.

32.излучение ядер. Ядерная изомерия. Внутренняя конверсия.

33.Эффект Мессбауэра.

34.Общие закономерности ядерных реакций. Порог и барьер ядерных реакций

35.Механизмы ядерных реакций. Прямые ядерные реакции. Реакции срыва и подхвата.

36.Механизмы ядерных реакций. Теория Бора промежуточного ядра.

37.Формулы Брейта-Вигнера.

38.Взаимодействие нейтронов с веществом. Замедление нейтронов. Импульсная диаграмма рассеяния нейтрона на протоне.

39.Деление ядер нейтронами.

40.Цепная ядерная реакция. Критическая длина, критическая масса.

41.Принцип работы ядерного реактора на тепловых нейтронах. Формула 4-х сомножителей. Выбор вещества замедлителя нейтронов (задача о числе соударений для замедления нейтронов до тепловых энергий).

42.Термоядерные реакции. Источник энергии звезд, рр и CNO циклы.

Тема 4 Элементарные частицы

43.Фундаментальные взаимодействия. Классификация элементарных частиц. Квантовые числа B (барионное число),L (лептонное число),T (изоспин), странность (S). Законы сохранения в физике частиц (энергии, импульса, момента импульса, B,L,T,S , четности Р).

44.Понятие о Феймановских диаграммах. Виртуальные частицы. Примеры диаграмм для рассеяния, Комптон эффекта, рождения пар, тормозного излучения, β распада.

45.Элементы кинематики: порог реакции, эффективная масса, недостающая масса.

46. Двухчастичные распады. Открытие мезонов. Странные мезоны, гипероны и резонансы. Свойства и К мезонов (заряд, масса , изотопический спин).

47.Кварковая модель барионов и мезонов. Глюоны. Цвет.

48.Фундаментальные взаимодействия. Фундаментальные частицы. Лептоны и кварки. Стандартная модель.