Характеристики атомных ядер

Z - заряд. число = число нейтронов.

q_яд=+Ze, N - кол-во нейтронов.

A - массовое число; A=Z+N

Символическая запись ядра:

либо либо

В зависимости от количества нуклонов различают:

изотопы (одинаковые Z)

изотоны (одинаковые N)

изобары (одинаковые A=N+Z)

изомеры (различные размеры)

К изотопам относится водород:

-протий (ядро-протон - p)

-дейтерий (ядро-дейтон 1p+1n)

-тритий (ядро-тритон 1p+2n)

К изотонам относятся

К изобарам относятся

Размеры ядер и нуклонов. Плотность ядерного вещества.

Ядра различаются размерами от состава: меньше нуклонов - меньше размер. Если представить ядро в виде шара, то , где R₀=(1,31,7)·10^15м =

=(1,31,7) Ф. Размеры ядер определены нечётко.

Размеры нуклонов значительно меньше чем ядер. R_нукл~0,1 Ф.

В настоящее время опытами по рассеянию электронов на протонах и нейтронах удалось установить зарядовую структуру этих частиц.

“Шуба” приводит к наличию отрицательного спинового момента.

48 Деффект массы. Энергия связи ядра.

m_Я<m_Н. Разность массы нуклонов в своб. состоянии и массой ядра называется деффектом масс. .

Энергией связи называется энергия, которую нужно затратить для расщепления ядра на его составляющие. Эта же энергия выделяется при образовании ядра из A отдельных нуклонов. E_СВ~МэВ

Вводят понятие удельной энергии связи - энергии отнесённой к одному нуклону: .

Нарисуем график :

При A<20 (у лёгких ядер) - значительный рост.

При A~5060 роста не наблюдается, E_СВ остаётся постоянной, не зависит от A. Это наиболее стабильные ядра.

При A>60 наблюдается незначительное уменьшение до 7,5 МэВ.

На графике видно 2 области. В области небольшого числа ядер E_СВ невелико. В этой области возможны реакции синтеза лёгких ядер. Вторая область - область тяжёлых ядер. Уменьшение E_СВ позволяет осуществлять реакции деления ядер.

В ряду всех ядер особой стабильностью отличаются ядра, у которых Z или N равно т.н. “магическому ряду” : 2; 8; 20; 28; 50; 82; 126. Такие ядра - особо прочные. Ядра, у которых и Z и N равно одному из чисел магического ряда наз. “дважды магическими”. Примеры таких ядер:

49 Ядерные силы

Ядерные силы принципиально отличаются от всех видов известных сил. Ядерные силы относят к классу сильных взаимодействий. Св-ва ядерных сил:

1) Ядерные силы - всегда силы притяжения между различными парами нуклонов в ядре (p-p; p-n; n-n).

2) Ядерные силы являются нецентральными (т.е. не направлены по линии, соединяющей центры взаимодействующих частиц) в отличие от кулоновских.

3) Св-во насыщения ядерных сил. Это свойство обусловлено тем, что взаимодействие в ядре наблюдается только между соседними нуклонами в ядре. Взаимодействие с удалёнными нуклонами ничтожно мало.

4) Зарядовая независимость ядерных сил: величина яд. сил не зависит от наличия или знака зарядов у взаимодействующих нуклонов.

5) Зависимость ядерных сил от ориентации спинов нуклонов: нуклоны с параллельными спинами взаимодействуют с силами большими, чем ны с антипараллельными спинами: F_F_

6) Обменный характер ядерных сил: взаимодействие между нуклонами происходит посредством обмена глюонами, которые являются переносчиками в ядерных взаимодействиях. Большие по величине ядерные. силы обусловдены таким обменом.

7) Ядерные силы являются короткодействующими. Расстояние, на которое действуют ядерные силы, называют радиусом действия ядерных сил. Радиусы действия ядерных сил порядка размера ядер: R~R₀~10^15м. При R>R₀ ядерные силы резко уменьшаются и проявляются силы кулоновского отталкивания. При R<R₀ ядерные силы примерно в 100 раз больше кулоновских.