Добавил:
Upload
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:ЯФ / Учебные пособия / Бекман И.Н. Ядерная физика.pdf
X
- •1. ПРЕДЫСТОРИЯ
- •2. НАЧАЛО ИСТОРИИ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ
- •3. ЭПОХА ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ИДЕЙ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ
- •4. СОВРЕМЕННАЯ ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА
- •5. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ РЕГИСТРАЦИИ ИЗЛУЧЕНИЙ
- •6. РАЗВИТИЕ УСКОРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
- •7. РАЗВИТИЕ РЕАКТОРОСТРОЕНИЯ
- •1. ОСНОВНОЙ ЗАКОН РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА
- •2. СТАТИСТИКА РАСПАДА
- •3. РАСПАД СМЕСИ РАДИОНУКЛИДОВ
- •4. ПРОЦЕССЫ НАКОПЛЕНИЯ И РАСПАДА ГЕНЕТИЧЕСКИ СВЯЗАННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ
- •4.1 Цепочка из двух изотопов
- •4.2 Цепочки из трёх и более изотопов
- •4.3 Радиоактивные равновесия
- •4.3.1 Случай отсутствия равновесия
- •4.3.2 Подвижное равновесие
- •4.3.3 Вековое равновесие
- •4.4 Разветвленный распад
- •4.5 Степень равновесности
- •4.6 Примеры радиоактивных распадов
- •1. ПРИМЕРЫ РАДИОАКТИВНЫХ СЕМЕЙСТВ
- •1.1 Семейства урана, тория и актиния
- •1.2 Семейство нептуния
- •2. ПРИРОДНЫЕ РАДИАКТИВНЫЕ СЕМЕЙСТВА
- •3. ТЕХНОГЕННЫЕ РАДИОНУКЛИДЫ – РОДОНАЧАЛЬНИКИ ЕСТЕСТВЕННЫХ РЯДОВ
- •4. ОТКРЫТОСТЬ СИСТЕМЫ И СДВИГИ РАДИОАКТИВНЫХ РАВНОВЕСИЙ
- •5. КОНЦЕПЦИЯ ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ РАДИОТОКСИЧНОСТИ ПРИРОДНЫХ И РЕАКТОРНЫХ РАДИОАКТИВНЫХ СЕМЕЙСТВ
- •6. РАДИОАКТИВНЫЕ ЦЕПОЧКИ ТЕХНОГЕННЫХ НУКЛИДОВ
- •1. ЯВЛЕНИЕ ИЗОТОПИИ
- •1.1 Историческая справка
- •1.2 Изотопы и изобары
- •1.3 Применение изотопов
- •2. ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ИЗОТОПОВ
- •3. КОММЕРЧЕСКИЕ РАДИОАКТИВНЫЕ ИЗОТОПЫ
- •4. ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ
- •5. АНАЛИЗ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА
- •6. РАЗДЕЛЕНИЕ ИЗОТОПОВ
- •6.1 Общие замечания
- •6.2 Газовая диффузия
- •6.3 Диффузия в потоке пара (противопоточная масс-диффузия)
- •6.4 Термодиффузия
- •6.5 Газовое центрифугирование
- •6.6 Электромагнитное разделение.
- •6.7 Химическое обогащение
- •6.8 Аэродинамическая сепарация
- •6.9 AVLIS (испарение с использованием лазера).
- •6.10 Дистилляция
- •6.11 Электролиз
- •6.12 Изотопный обмен
- •7. ПРОИЗВОДСТВО ИЗОТОПОВ
- •7.1 Производство стабильных изотопов
- •7.2 Получение изотопов в ядерных реакторах
- •7.3 Получение изотопов на ускорителях
- •1. ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ПОЛЕ
- •2. ВИДЫ ИЗЛУЧЕНИЙ
- •2.1. Корпускулярное излучение
- •2.1.1 Альфа-излучение
- •2.1.2 Протонное излучение
- •2.1.3 Нейтронное излучение
- •2.1.4 Электронное излучение
- •2.1.5 Бета-излучение
- •2.2 Космическое излучение.
- •2.3 Электромагнитное излучение
- •2.3.1 Рентгеновское излучение
- •2.3.2 Гамма излучение
- •2.3.3 Тормозное излучение
- •2.3.4 Излучение Черенкова-Вавилова
- •2.3.5 Синхотронное излучение
- •2.3.6 Переходное излучение
- •3. СВОЙСТВА ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
- •4. ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
- •4.1 Терминология: радиоактивные источники излучений и их характеристики
- •4.2 Классификация источников излучения.
- •4.2.1 Источники рентгеновского излучения.
- •4.2.2 Ускорители
- •4.2.3 Нейтронные источники
- •1. ПРОХОЖДЕНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ СКВОЗЬ ВЕЩЕСТВО
- •1.1 Терминология: взаимодействие ионизирующих излучений со средой
- •1.2 Типы взаимодействия излучения с веществом
- •1.3 Ионизация и возбуждение
- •2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЯЖЕЛЫХ ЧАСТИЦ С ВЕЩЕСТВОМ
- •2.1 Взаимодействие заряженной частицы с электроном
- •2.2 Ионизация и возбуждение атома
- •2.3 Тормозная способность
- •2.4 Пробег
- •3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОНОВ С ВЕЩЕСТВОМ
- •3.1 Потери энергии движущимися электронами
- •3.2 Эффективный пробег электронов
- •3.4 Каскадный ливень
- •4.1 Процессы поглощения гамма-излучения
- •4.2 Поглощение гамма-излучения.
- •5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕЙТРОНОВ С ВЕЩЕСТВОМ
- •1. ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ НЕЙТРОНОВ
- •1.1 Радиационный захват нейтрона
- •1.2 Реакции с образованием протонов
- •1.4 Реакции деления под действием нейтронов
- •1.6 Неупругое рассеяние нейтронов
- •1.7 Упругое рассеяние нейтронов
- •2. ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
- •2.2 Реакции под действием протонов
- •2.3 Ядерные реакции под действием заряженных частиц, ускоренных при высоких энергиях
- •2.4 Ядерные реакции с тяжёлыми ионами
- •2.5 Ядерные реакции с участием электронов, мюонов, мезонов, гиперонов и античастиц
- •3. ФОТОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
- •4. ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
- •1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ
- •2. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ В ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЯХ
- •2.1 Барионный заряд
- •2.2 Энергия и импульс
- •2.3 Закон сохранения импульса
- •2.4 Момент количества движения
- •2.5 Чётность
- •2.6 Изотопический спин
- •3. КИНЕТИКА И ВЫХОД ЯДЕРНОЙ РЕАКЦИИ
- •3.1 Сечение ядерной реакции
- •3.2 Скорость ядерной реакции
- •4. МЕХАНИЗМЫ ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ
- •4.1 Модель составного ядра
- •4.2 Оптическая модель
- •4.3 Модель прямых механизмов
- •1. ВЫНУЖДЕННОЕ ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР
- •1.1 Особенности процесса деления
- •1.2 Жидкокапельная модель ядра в описании деления
- •1.3 Оболочечная модель ядра в интерпретации процесса деления
- •2. ПРОЦЕСС ВЫНУЖДЕННОГО ДЕЛЕНИЯ
- •2.1 Вероятность деления
- •2.2 Стадии процесса деления
- •2.3 Энергетика процесса деления
- •2.4 Продукты деления
- •1. ЦЕПНЫЕ ПРОЦЕССЫ
- •1.1 Цепные реакции в химии
- •1.2 Ядерные цепные реакции
- •1. 3 Цепная реакция деления
- •1.4 Ядерный взрыв
- •1.5 Ядерная безопасность
- •2 КРИТИЧЕСКАЯ МАССА
- •3. ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ В АТОМНОЙ БОМБЕ
- •3.1 Урановый заряд
- •3.1.1 Делящиеся изотопы урана
- •3.1.2 Устройство и принцип работы урановой атомной бомбы
- •3.2 Плутониевый заряд
- •4 НЕЙТРОННОЕ ОРУЖИЕ
- •1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НЕЙТРОНОВ С ВЕЩЕСТВОМ
- •1.1 Свойства нейтронов
- •1.2 Свойства нейтронов различных энергий
- •1.3 Замедление нейтронов
- •1.4 Замедлители нейтронов
- •1.5 Диффузия нейтронов
- •1.6 Альбедо нейтронов
- •2. НЕЙТРОНЫ В ЯДЕРНОМ РЕАКТОРЕ
- •2.1 Генерация нейтронов
- •2.2 Радиационный захват
- •2.3 Рассеяние нейтронов в реакторе
- •2.4 Основные характеристики нейтронных полей
- •2.5 Размножение нейтронов
- •2.6 Критичность реактора
- •2.7 Распространение нейтронов в среде
- •3. УПРАВЛЕНИЕ ЯДЕРНЫМ РЕАКТОРОМ
- •3.1 Реактивность реактора
- •3.2 Нейтронный цикл
- •3.3 Управление реактором на тепловых нейтронах
- •1. ИСТОРИЯ АТОМИЗМА
- •2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
- •2.1 Размеры атома
- •2.2 Масса атома
- •2.3 Заряд ядра атома
- •2.4 Внутренняя энергия атома
- •3. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ АТОМА
- •3.1 Атом Бора
- •3.2 Теория атома водорода
- •3.3 Квантовомеханическая теория сложных атомов
- •3.4 Электронные оболочки атома и периодическая система элементов
- •4. АТОМНЫЕ ПРОЦЕССЫ
- •4.1 Ионизация
- •4.2 Эмиссия рентгеновского излучения
- •1. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ И ИЗОТОПОВ
- •2. НАЧАЛЬНЫЙ НУКЛЕОСИНТЕЗ
- •3. ЭВОЛЮЦИЯ ЗВЁЗД
- •4. СКОРОСТЬ ТЕРМОЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ
- •5. ЗВЁЗДНЫЙ НУКЛЕОСИНТЕЗ
- •5.1 Ядерные реакции в звёздном нуклеосинтезе
- •5.3 Горение гелия
- •5.4 Синтез ядер с А<60
- •5.5 Синтез ядер с А>60
- •5.5.1 s-Процесс
- •5.5.3 р-Процесс
- •6. ПРОБЛЕМА СОЛНЕЧНОГО НЕЙТРИНО
- •6.1 Ожидаемые источники солнечного нейтрино, энергии и потоки
- •6.2 Детектирование нейтрино
- •6.3 Проблема солнечного нейтрино
- •7. СИНТЕЗ Li, Be и B
- •1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЯДЕРНОГО СИНТЕЗА
- •1.1 Термодинамика ядерного синтеза
- •1.2 Реакции ядерного синтеза
- •1.3 Термоядерные топлива
- •2. ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ В ЗЕМНЫХ УСЛОВИЯХ
- •2.1 Водородная бомба
- •2.2 Термоядерный синтез в тепловом урановом реакторе
- •3. УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ
- •3.1 Временные и температурные условия
- •3.2 Магнитное удержание плазмы
- •3.2.1 Плазма
- •3.2.2 Плазма и УТС
- •3.2.3 Системы с замкнутой магнитной конфигурацией
- •3.2.4 Открытые магнитные конфигурации
- •4. УСТАНОВКИ С МАГНИТНЫМ УДЕРЖАНИЕМ
- •4.1 Токамак
- •4.2 Пинч с обращенным полем (ПОП)
- •4.3 Стелларатор
- •4.4 Открытая ловушка
- •4.5 Плазменный фокус
- •4.6 Галатея
- •5. УСТАНОВКИ ИНЕРЦИОННОГО СИНТЕЗА
- •6. ВОДОРОДНАЯ БОМБА
- •1. АКТИВАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ
- •1.1 Основы метода
- •1.2 Практика нейтронно-активационного анализа
- •1.2.2 Анализ наведённой активности
- •1.3 Применения активационного анализа.
- •1.4 Преимущества и недостатки активационного анализа
- •2. РЕНТГЕНОВСКИЙ ЭМИССИОННЫЙ АНАЛИЗ
- •3. РЕЗЕРФОРДОВСКОЕ ОБРАТНОЕ РАССЕЯНИЕ
- •1. ОСОБЕННОСТИ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ
- •2. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ
- •3. ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЁННОСТИ ГЕЙЗЕНБЕРГА
- •4. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ
- •4.1 Уравнение Шрёдингера
- •4.2 Волновая функция
- •4.3 Потенциальная яма
- •5. ПРИНЦИП ПАУЛИ
- •6. РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
- •6.1 Распределение Максвелла-Больцмана
- •6.2 Распределение Бозе-Эйнштейна
- •6.3 Распределение Ферми-Дирака
- •1. АТОМНОЕ ЯДРО – общие сведения
- •2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЯДРА
- •2.1 Открытие ядра
- •2.2 Заряд атомного ядра
- •2.3 Масса атомного ядра
- •2.4 Размеры ядра и распределение плотности ядерной материи
- •2.5 Спин и магнитный момент ядра
- •Как и составляющие его нуклоны, ядро имеет собственные моменты: спин, магнитный момент и электрический квадрупольный момент.
- •2.6 Энергия связи и устойчивость ядер
- •2.7 Электрический момент ядра
- •2.8 Чётность
- •2.9 Изоспин нуклонов и ядер
- •3. ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ
- •1. МОДЕЛИ СТРОЕНИЯ АТОМНОГО ЯДРА
- •1.1 Классификация моделей
- •1.2 История развития моделей ядра
- •2. КАПЕЛЬНАЯ МОДЕЛЬ СТРОЕНИЯ ЯДРА
- •3. ОБОЛОЧЕЧНАЯ МОДЕЛЬ ЯДРА
- •3.1 Экспериментальное обоснование оболочечной модели
- •3.2 Построение оболочечной модели
- •3.3 Ядерные потенциалы и энергетические уровни ядра
- •3.4 Систематика энергетических уровней
- •3.5 Следствия оболочечной модели
- •1. ЧАСТИЦЫ
- •2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
- •3. СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ЧАСТИЦ
- •3.1 Фотон
- •3.2 Протон
- •3.3 Нейтрон
- •3.4 Нейтрино
- •4. КВАРКИ
- •5. ЯДЕРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТИЯ
- •5.1 Виды взаимодействий
- •5.2 Сильные взаимодействия
- •5.3 Квантовая хромодинамика
- •6. АНТИМАТЕРИЯ
- •1. РАДИОАКТИВНОСТЬ
- •2. ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
- •3. СТАТИСТИКА РАСПАДА
- •4. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ В РАСПАДАХ
- •5.1 Долина ядерной стабильности
- •5.2 Новые тяжёлые элементы
- •5.3 «Доводородные» элементы
- •5.4 «Экзотические» ядра
- •5.5 На пути к нейтронной материи
- •1. РАДИОАКТИВНЫЙ РАСПАД И ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ
- •2. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЯДЕРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ
- •2.1 Альфа-распад
- •2.1.1 Основные особенности
- •2.2 Бета - распад
- •2.2.3 Электронный захват
- •2.3.1 Внутренняя конверсия электронов
- •2.3.2 Ядерная изомерия
- •1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ РАСПАДА
- •2. СПОНТАННОЕ ДЕЛЕНИЕ
- •2.1 Самопроизвольное деление тяжёлых ядер
- •2.2 Механизм деления
- •2.3 Энергетика спонтанного деления
- •2.4 Продукты деления
- •2.5 Спонтанное деление из изомерного состояния
- •3. ПРОТОННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ
- •4. НЕЙТРОННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ
- •7. ЗАПАЗДЫВАЮЩЕЕ ДЕЛЕНИЕ
- •8. КЛАСТЕРНАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ
- •9. БЕТА-РАСПАД ПОЛНОСТЬЮ ИОНИЗИРОВАННОГО АТОМА
5.5 На пути к нейтронной материи
При рассмотрении Периодической таблицы особо интересен вопрос, где будут располагаться элементы, не имеющие в своём составе протонов. Каковы вообще химические свойства нейтронной материи, т.е. элементам с Z=0, не имеющим на своих орбитах электронов. Поэтому химики с напряжённым вниманием следят за успехами физиков, приближающихся к синтезу в земных условиях нейтронной материи.
Исследование нейтроноизбыточных ядер позволяют продвигаться к островкам стабильности, которые предположительно существуют в «море» нестабильности. Первый такой островок может существовать для чисто нейтронных ядер с числом нейтронов около 20. Однако в настоящее время экспериментально синтезировать такие нейтронные ядра невозможно. Пока удалось синтезировать динейтрон (2n), тринейтрон (3n), тетранейтрон (4n). Они оказались нестабильными, однако динейтрон оказался «почти стабилен». Химия тетранейтрона пока не изучена, но это – дело времени (если только эта химия у него существует!).
Соседние файлы в папке Учебные пособия