Атомная энергетика. Ядерные реакторы АЭС. Атомный флот. Ядерное оружие

РБМК-1000
Гражданский суда
Авиация

Конспект лекций по ядерной физике

Строение и общие свойства атомных ядер

В настоящее время твердо установлено и не вызывает сомнений, что в составе атома имеется ядро (Резерфорд, 1911 г.). Атомные ядра обладают целым рядом свойств, которые позволяют отличать ядра отдельных химических элементов друг от друга, и в то же время являются общими характеристиками для всех ядер.

Атомные ядра могут быть стабильными, т.е. живущими неограниченно долго, и нестабильными, испытывающие спонтанные (радиоактивные) превращения.

Основными характеристиками стабильного атомного ядра являются число нуклонов в ядре, электрический заряд ядра, масса ядра, энергия связи ядра, размер ядра, спин ядра, магнитный и электрический моменты ядра, четность волновой функции, изотопический спин, статистика. Общие собственные векторы операторов

Нестабильные ядра имеют ряд дополнительных характеристик, таких как тип радиоактивного превращения, среднее время жизни, энергия, выделяемая при распаде.

Уравнение Бернулли

Следствия из преобразований Лоренца

Основной закон релятивистской динамики материальной точки Закон взаимосвязи массы и энерги

Ядра могут находиться в различных энергетических состояниях и как любая квантовая система имеют свою, присущую только ядру данного нуклида, систему энергетических уровней. Состояние с наименьшей энергией называется основным, остальные – возбужденными. Ядра в возбужденных состояниях неустойчивы и, в отличие от основных состояний, могут находиться в возбужденных состояниях ограниченное время, испытывая спонтанные переходы в состояния с меньшей энергией. Ядерные реакции это превращения атомных ядер при взаимодействии с элементарными частицами (в том числе и с g-квантами) или друг с другом. Наиболее распространенным видом ядерной реакции является реакция, записываемая символически следующим образом

  Протонно-нейтронная структура ядра.
 

Свойства ядер

  Заряд ядра
  Масса ядра и масса атома
 

Связь между массой любого тела и его полной энергией

 

Масса атома

  Энергия связи ядра
 

Cистема центра инерции

 

Дефект массы ядра

 

Удельная энергия связи

 

Максимум удельной энергии связи

  Размер ядра
  Спин, магнитный и электрический моменты ядер
 

Проекция момента

 

Модуль вектора момента

 

Магнитный момент ядра

 

Квантовое число спина

 

Метод ядерного магнитного резонанса

 

Электрический момент ядра

  Возбужденные состояния ядер
  Четность
 

Четность волновой функции

  Ядерные силы
 

Интенсивность ядерного взаимодействия

 

Нецентральный характер ядерных сил

  Изотопический спин
 

Суммарный вектор изотопического спина

  Статистика
 

Квантовая статистика

 

Примеры использования статистики

Модели атомных ядер

  Необходимость и классификация моделей
  Капельная модель
 

Физический смысл формулы Вейцзеккера

 

Следствия из формулы Вейцзеккера

  Оболочечная модель
 

Построение оболочечной модели

 

Систематика уровней

Радиоактивные превращения ядер
  Определение, виды радиоактивности, радиоактивные семейства
 

Радиоактивные семейства ( ряды )

  Основные законы радиоактивного распада
 

Cреднее время жизни ядра

 

Единица измерения активности - кюри

  Активация
  Альфа – распад
 

Энергия Альфа частиц

 

Анализ Альфа частиц

 

Постоянная распада

 

Теория Альфа – распада

  Бета – распад
 

Электронный Бета – распад

 

Е-захват

 

Регистрация

 

Энергия

 

Гипотеза Паули

 

Правила отбора Ферми

 

Ядерная изомерия

 

Теория Ферми

  Гамма – излучение ядер
 

Образование Гамма квантов

 

Метастабильньми состояния ядер

 

Электроны внутренней конверсии

 

Эффект Мессбауэра

 

Ядерные реакции

  Основные понятия и классификация
  Механизм ядерных реакций
 

Резонансное рассеяние

  Сечения ядерных реакций
 

Плотность потока частиц

 

Дифференциальное сечение

 

Связь между эффективным сечением и угловым распределением

Законы сохранения в ядерных реакциях
 

Закон сохранения барионного заряда

Импульсная диаграмма и кинематика ядерных реакций
 

Рассмотрение процесса

 

Выходной канал процесса

 

Векторная диаграмма импульсов

 

Энергетический порог

  Реакции под действием заряженных частиц
 

Реакции под действием альфа частиц

 

Реакции под действием протонов

 

Реакции под действием дейтонов

  Термоядерный синтез
 

Положительный энергетический выход

  Фотоядерные реакции
 

Линейная суперпозиция частот

  Реакции под действием нейтронов
 

Источники нейтронов

 

Энергетические группы

 

Взаимодействие нейтронов с ядрами

 

Резонансные процессы

 
Деление ядер
  Открытие и капельная модель
 

Энергетический барьер деления

 

Надбарьерный переход

  Основные свойства деления
 

Кинетическая энергия нейтронов

 

Мгновенные нейтроны деления

  Цепная реакция деления
 

Время нейтронного цикла

 

Цепной процесс

 

Критический и подкритический режим

 

Кинетика цепного процесса

На главную