1. Основными характеристиками стабильного ядра являются заряд Z, масса M, энергия связи ΔE, радиус R, спин I, магнитный момент μ, квадрупольный электрический момент Q, изотопический спин T, спектр возбужденных состояний, четность волновой функции P. Радиоактивные ядра дополнительно характеризуются типом радиоактивного превращения (α-распад, β-распад, спонтанное деление и др.), периодом полураспада T_1/2, энергетическими параметрами испускаемых частиц и др. Полная информация о ядре включает структуру и характеристики всех возможных энергетических состояний ядра; способы и вероятности перехода ядра из одного состояния в другое; сечения и характер взаимодействия ядра с другими ядрами и частицами.

2. Ма́ссовое число́ атомного ядра — суммарное количество протонов и нейтронов (называемых общим термином «нуклоны») в ядре. Обычно обозначается буквой A. Массовое число близко к атомной массе изотопа, выраженной в атомных единицах массы, но совпадает с ней только для углерода-12, поскольку атомная единица массы (а. е. м.) определяется сейчас как 1/12 массы атома ¹²С. Во всех остальных случаях атомная масса не является целым числом, в отличие от массового числа. Массовое число в обозначении конкретного изотопа пишется верхним левым индексом, например ²³²Th. Изотопы с одинаковым массовым числом называются изобарами.

Зарядовое число атомного ядра (синонимы: атомный номер, атомное число, порядковый номер химического элемента) — количество протонов в атомном ядре. Зарядовое число равно заряду ядра в единицах элементарного заряда и одновременно равно порядковому номеру соответствующего ядру химического элемента в таблице Менделеева.

Термин «атомный» или «порядковый» номер обычно используется в атомной физике и в химии, тогда как эквивалентный термин «зарядовое число» — в ядерной физике. В неионизированном атоме количество электронов в электронных оболочках совпадает с зарядовым числом.

Зарядовое число обычно обозначается буквой Z. Ядра с одинаковым зарядовым числом, но различным массовым числом A(которое равно сумме числа протонов Z и числа нейтронов N) являются различными изотопами одного и того же химического элемента, поскольку именно заряд ядра определяет структуру электронной оболочки атома и, следовательно, его химические свойства.

3. Изотопы – разновидности одного и того же химического элемента, близкие по своим физико-химическим свойствам, но имеющие разную атомную массу

Изото́ны (от др.-греч. ισος — «равный», «одинаковый», и τόπος —«место», с заменой в последнем слове «п» на «н») — нуклиды, имеющие одинаковое количество нейтронов, но различающиеся по числу протонов в ядре. Примером изотонов могут служить нуклиды ¹⁵₇N, ¹⁴₆C, имеющие по 8 нейтронов.

Изоба́ры (в ед.ч. изоба́р; др.-греч. ἴσος (isos) — «одинаковый» + βάρος (baros) — «вес») — нуклиды разных элементов, имеющие одинаковое массовое число; например, изобарами являются ⁴⁰Ar, ⁴⁰K, ⁴⁰Ca. Хотя массовое число (т. е. числонуклонов) A = N + Z в ядрах-изобарах одинаково, числа протонов Z и нейтронов N различаются:  , 

Нукли́д (лат. nucleus — «ядро» и др.-греч. είδος — «вид, сорт») — вид атомов, характеризующийся определённым массовым числом, атомным номером и энергетическим состоянием ядер и имеющий время жизни, достаточное для наблюдения.^[1]

4) Энергия возбуждения ядра может передаваться не только фотону, но и одному из атомных электронов. Уносящие энергию электроны покидают атомную оболочку. [2]

Энергия возбуждения ядер является величиной огромной по сравнению с kT, и поэтому все уровни, кроме основного, не принимаются во внимание. [3]

Энергия возбуждения ядра в результате реакции ( п, у) практически равна энергии связи захваченного нейтрона и, следовательно, в большинстве случаев составляет 6 - 8 Мзв. При распаде возбужденного уровня обычно испускается сложный спектр у-излучения, энергетический интервал которого заключен между 0 01 - 10 Мэв. Сложность получающихся спектров предопределяет необходимость применения детекторов высокого разрешения.

5) Я́дерная реа́кция — процесс образования новых ядер или частиц при столкновениях ядер или частиц. Впервые ядерную реакцию наблюдал Резерфорд в 1919 году, бомбардируя α-частицами ядра атомов азота, она была зафиксирована по появлению вторичныхионизирующих частиц, имеющих пробег в газе больше пробега α-частиц и идентифицированных как протоны. Впоследствии с помощью камеры Вильсона были получены фотографии этого процесса.

По механизму взаимодействия ядерные реакции делятся на два вида:

• реакции с образованием составного ядра, это двухстадийный процесс, протекающий при не очень большой кинетической энергии сталкивающихся частиц (примерно до 10МэВ).

• прямые ядерные реакции, проходящие за ядерное время, необходимое для того, чтобы частица пересекла ядро. Главным образом такой механизм проявляется при больших энергиях бомбардирующих частиц.

Если после столкновения сохраняются исходные ядра и частицы и не рождаются новые, то реакция является упругим рассеянием в поле ядерных сил, сопровождается только перераспределением кинетической энергии и импульса частицы и ядра-мишени и называется потенциальным рассеянием^[1][2].

• 6) Атомная единица массы (а.е.м., дальтон) = 1,660 538 921(73)·10⁻²⁷ кг = 1,660 538 921(73)·10⁻²⁴ г ^[2](в химии высокомолекулярных соединений и биохимии применяются также кратные единицы килодальтон, мегадальтон).

• Солнечная масса M_☉ = 1,988 92(25)·10³⁰ кг^[3].

• Электронвольт, 1 эВ = 1,782 661 845(39)·10⁻³⁶ кг^[4]; применяются также кратные (килоэлектронвольт, кэВ;мегаэлектронвольт, МэВ, гигаэлектронвольт, ГэВ; тераэлектронвольт, ТэВ) и дольные (миллиэлектронвольт, мэВ) единицы.

• Масса электрона m_e = 9,109 382 91(40)·10⁻³¹ кг^[5].

• Масса протона m_p = 1,672 621 777(74)·10⁻²⁷ кг^[6].

• Планковская единица массы M_Pl = 2,176 51(13)·10⁻⁸ кг^[7].

Б Британская термическая единица Г Гигатонна Д Джоуль К Калория Киловар-час

К (продолжение) Киловатт-час Килограмм-сила-метр П Планковская энергия Т Терм (единица измерения) Тротиловый эквивалент

Э Эквивалент барреля нефти Электронвольт Энергия Хартри Эрг

8) Альфа - распад

Альфа-частицы испускаются только тяжелыми ядрами, т.е. содержащими большое число протонов и нейтронов. Прочность тяжелых ядер мала. Для того, чтобы покинуть ядро, нуклон должен преодолеть ядерные силы, а для этого он должен обладать достаточной энергией. 

ета-распад

Явление бета-распада состоит в том, что ядра некоторых элементов самопроизвольно испускают электроны и элементарную частицу очень малой массы -антинейтрино. 

Гамма - распад - не существует В процессе радиоактивного излучения ядра атомов могут испускать гамма-кванты.Испускание гамма-квантов не сопровождается распадом ядра атома.

9) Процесс радиоактивного распада также называют радиоакти́вностью, а соответствующие элементы радиоактивными. Радиоактивными называют также вещества, содержащие радиоактивные ядра.

Установлено, что радиоактивны все химические элементы с порядковым номером, большим 82 (то есть начиная с висмута), и многие более лёгкие элементы (прометий итехнеций не имеют стабильных изотопов, а у некоторых элементов, таких как индий, калийили кальций, часть природных изотопов стабильны, другие же радиоактивны).

10)  Энергия связи ядра – минимальная энергия, необходимая для того, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны (протоны и нейтроны). Ядро – система связанных нуклонов, состоящая из Z протонов (масса протона в свободном состоянии m_p) и N нейтронов (масса нейтрона в свободном состоянии m_n). Для того, чтобы разделить ядро на составные нуклоны, нужно затратить определенную минимальную энергию W, называемую энергией связи. При этом покоящееся ядро с массой М переходит в совокупность свободных покоящихся протонов и нейтронов с суммарной массой Zm_p + Nm_n. 

11) Удельной энергией связи ядра называется энергия связи, приходящаяся на один нуклон Е_св/А. На рис. 20 представлен график зависимости удельной энергии связи от массового числа. Анализируя этот график, можно сделать следующие выводы:

1. Удельная энергия связи не является постоянной величиной для различных ядер, т.е. прочность связи нуклонов в различных ядрах различна. Наиболее прочно нуклоны связаны в ядрах с массовыми числами в диапазоне примерно от 40 до 100. Для этой группы ядер удельная энергия связи равна примерно 8,7 МэВ/нуклон.

2. Удельная энергия связи ядер с массовым числом А > 100 уменьшается и для урана составляет 7,6 МэВ.

12) Наибольшая устойчивость для легких ядер достигается тогда, когда они состоят из одинакового числа протонов и нейтронов. Для более тяжелых ядер максимальная устойчивость достигается небольшим избытком нейтронов – сказывается кулоновское отталкивание положительно заряженных протонов.

Недостаток нейтронов в легких ядрах приводит к бета-плюс-распаду, электронному захвату, протонной и двупротонной радиоактивности (первая характерна для ядер с нечетными зарядами, вторая – для ядер с четными). Для нейтронодефицитных ядер с зарядом, большим 70, более существенным становится альфа-распад. В области наиболее тяжелых ядер с альфа-распадом начинает конкурировать спонтанное деление, скорость которого при данном числе нейтронов чрезвычайно быстро возрастает с увеличением числа протонов. Как видно из многих опытов, граница, обусловленная спонтанным делением, прорезана узким перешейком – там оболочечная теория ядра допускает существование относительно стабильных сверхтяжелых ядер – например, с числом нейтронов, равным 184, и числом протонов, равным 114 или 126.

13) Перечислим основные свойства ядерных сил:

1) ядерные силы являются силами притяжения;

2) ядерные силы являются короткодействующими — их действие проявляется то­лько на расстояниях примерно 10^–15 м. При увеличении расстояния между нуклонами ядерные силы быстро уменьшаются до нуля, а при расстояниях, меньших их радиуса действия, оказываются примерно в 100 раз больше кулоновских сил, действующих между протонами на том же расстоянии;

3) ядерным силам свойственна зарядовая независимость: ядерные силы, дейст­вующие между двумя протонами, или двумя нейтронами, или, наконец, между прото­ном и нейтроном, одинаковы по величине. Отсюда следует, что ядерные силы имеют неэлектрическую природу;

4) ядерным силам свойственно насыщение, т. е. каждый нуклон в ядре взаимодей­ствует только с ограниченным числом ближайших к нему нуклонов. Насыщение проявляется в том, что удельная энергия связи нуклонов в ядре (если не учитывать легкие ядра) при увеличении числа нуклонов не растет, а остается приблизительно постоянной;

5) ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинов взаимодействующих нуклонов. Например, протон и нейтрон образуют дейтрон (ядро изотопа  Н) только при условии параллельной ориентации их спинов;

6) ядерные силы не являются центральными, т. е. действующими по линии, соединяющей центры взаимодействующих нуклонов.

14) Магические ядра − атомные ядра, содержащие так называемые магические числа протонов или нейтронов.

Z	2	8	20	28	50	82
N	2	8	20	28	50	82	126

Эти ядра имеют энергию связи больше, чем соседние ядра. Они имеют большую энергию отделения нуклона и повышенную распространённость в природе. Существование магических чисел является проявлением оболочечной структуры ядра. Магическим числам нуклонов отвечают ядра с заполненными нуклонными оболочками, имеющими повышенную устойчивость, подобно атомам инертных газов с заполненными электронными оболочками. Ядра, содержащие магические числа протонов и нейтронов, называются дважды магическими. К ним относятся стабильные ядра.