19. Капельная модель.

Она была предложена в 1936 г. Нильсом Бором и независимо от него Я.И. Френкелем (1894-1952). В капельной модели принимается, что ядро ведет себя подобно капле несжимаемой заряженной жидкости.

Несжимаемость «ядерной жидкости» и отражает тот факт, что между нуклонами ядра существует очень сильное взаимодействие, а потому капельная модель и относится к числу коллективных. С точки зрения капельной модели ядро в невозбужденном состоянии должно было бы иметь сферическую форму. И до 1950 г. В ядерной физике господствовало представление о сферической симметрии равновесной формы ядра. Однако позднее от этого представления пришлось отказаться. По оболочечным соображениям многие ядра уже в невозбужденном состоянии должны иметь не сферическую форму, а форму эллипсоида вращения. Такие ядра стали называть деформированными.

18. Радиоактивные ряды.

Все α- и β-радиоактивные элементы можно разделить на четыре радиоактивных ряда. В каждом ряду массовое число А выражается формулой А = 4n + С, где С — постоянная для рассматриваемого ряда величина, а n — переменное целое число. Каждый элемент ряда получается из предыдущего путем α- или β-превращения. Поэтому в каждом ряду два соседних элемента имеют либо одинаковые массовые числа, либо они отличаются на четыре. Значению С = 0 (n ≤ 59) соответствует ряд тория, С = 1 (n ≤ 60) — ряд нептуния, С = 2 (n ≤ 60) — ряд урана, С = 3 (n ≤ 59) — ряд актиноурана. Ряд нептуния состоит из изотопов, не встречающихся в природе, но получающихся

Искусственно.

Ряд тория ; Нептуния ; Урана ; Актиноурана

…………………………………………….

20 Оболочечная модель ядра

Ядра обладают известной периодичностью, аналогичной периодичности атомов, нашедшей свое отражение в периодической системе Менделеева. Ядра, содержащие магическое число нейтронов или протонов (2, 8, 20, 50, 82 и 126 для нейтронов), и в особенности дважды магические ядра, выделяются среди остальных ядер особой прочностью. Кроме того, для ядер, содержащих магическое число протонов, характерна сферическая симметрия распределения зарядов в невозбужденных состояниях.

Магические свойства ядер проявляются прежде всего в том, что энергия присоединения последнего нуклона (равная энергии его отделения) при образовании магического ядра аномально велика по сравнению с энергией присоединения последнего нуклона для предыдущих и последующих соседних нуклонов.

21. Мезонная теория ядерных сил

В 1934 г. Д. Д. Иваненко и И. Е. Тамм, основываясь на только что построенной Э. Ферми теории β-распада (см. Гл. V), предложили первую полевую теорию ядерных сил. Их гипотеза состояла в том, что ядерное взаимодействие осуществляется через поле, квантами которого являются электронно-нейтринные пары. Однако вскоре И. Е. Тамм указал на слабость возникающих при этом сил и на слишком большой радиус их действия. В 1935 г. Японский физик X. Юкава предположил гипотезу: ядерное взаимодействие есть результат обмена нуклонов виртуальными мезонами.(Виртуальные мезоны - гипотетическая частица испускается одним нуклоном и быстро поглощается другим нуклоном, и состояние всей системы в целом не является стационарным).

Нуклон не может испустить или поглотить частицу, так как при этом нарушается закон сохранения энергии: частица уносит или приносит некоторую энергию а нуклон остается практически неизменным. Однако в квантовой механике имеет место соотношение неопределенностей энергия — время, согласно которому закон сохранения энергии может как бы нарушаться на величину ΔE коль скоро процесс завершается в течение времени, не превышающего Δt ~ ħ/ΔE. На более строгом языке это означает следующее: если состояние системы существует конечный промежуток времени Δt, то оно не является стационарным и его энергия определена с точностью ΔЕ ~ ħ/Δt.

Чуть позже из свойства зарядовой независимости ядерных сил был сделан вывод, что должно существовать три сорта мезонов — положительные, отрицательные и нейтральные

В 1947 г., С Пауэлл и Дж. Оккиалини наблюдали в космическом излучении мезон, масса которого равна 270 m_e и который интенсивно взаимодействует с ядрами. Новый мезон и признан был той частицей, обмен

………………………………………….

7. Ядерная энергия синтеза и деления.

Процессы слияния самых легких ядер с образованием более тяжелого называются реакциями синтеза. Этот процесс является экзотермическим. Рассмотрим 2 легких ядра вычислим энергию синтеза Q_син - энергия выделяемая при синтезе.

E_син=(E_Z1,A1+ E_Z2,A2)- E_Z1+Z2,A1+A2

Q_син=-E_син= E_Z1+Z2,A1+A2-( E_Z1,A1+ E_Z2,A2)= ε_A1+A2(A₁+A₂)-(ε₁A₁+ ε₂A₂)= ε_A1+A2(A₁+A₂)- (ε₁A₁+ ε₂A₂)/ (A₁+A₂)* (A₁+A₂)

Q_син=( ε_A- ε₁₂)A, где ε-среднее значение удельной энергии связи ядер x и y. Q_син > 0.

Основным препятствием этой реакции является наличие кулоновского барьера, который должны преодолеть начальные ядра т.о. реально участвовать в реакциях синтеза могут только ядра с достаточно высокими кинетическими энергиями. Получить их можно за счет разогрева до очень больших температур.