K - recipient de plumb cu o sursă radioactivă de particule α, F - folie metalică, E - ecran acoperit cu sulfură de zinc, M - microscop Schema experimentului lui E. Rutherford privind detectarea protonilor în produsele de fisiune nucleară (1919) p = 1 , 10 -19 Cl m p \u003d 1, -27 kg \u003d 1, a. e.m. 1 a. e.m. = 1,66057 10 -27 kg. protonii fac parte din nucleele atomilor

1932 J. Chadwick Schema unei instalații pentru detectarea masei neutronilor neutroni m n = 1, –27 kg = 1, a. e. m. Descoperirea neutronului

Structura nucleelor ​​atomice Fizicianul rus D. D. Ivanenko și fizicianul german W. Heisenberg au prezentat o ipoteză despre structura proton-neutron a nucleelor ​​atomice.D. D. IvanenkoV. Heisenberg Protonii și neutronii sunt nucleoni. Numărul de protoni Z - numărul de încărcare Numărul de neutroni - N. Numărul total nucleonii (adică protoni și neutroni) se numește număr de masă A: A = Z + N

Nucleul este notat cu același simbol ca atomul neutru: nucleul atomic= „nuclid”. Simbol X al unui element chimic Particulă Masă Sarcină (în unități de sarcină electronică) Spin, kg MeV Electron 9,31 ,51 Proton .25+1 Neutron .550 Principalele caracteristici ale particulelor care alcătuiesc atomul 1 eV = 1,6 J, masă în 1 MeV calculat folosind formula pentru E = mc 2

1800 de izotopi (~100 dintre ei în regiunea transuraniului, care se află dincolo de 92" title="(!LANG: În total, ~300 de izotopi stabili în natură, ~50 instabili. Există nuclee care au un număr mare de izotopi (Sn - 30 de izotopi, 10 dintre ei stabili). reacție nucleară x a primit > 1800 de izotopi (~100 dintre ei în regiunea transuraniului situată dincolo de 92" class="link_thumb"> 8În total, există ~ 300 de izotopi stabili în natură, ~ 50 de izotopi instabili. Există nuclee care au un număr mare de izotopi (Sn - 30 izotopi, 10 dintre ei sunt stabili). Peste 1800 de izotopi au fost obținuți în reacțiile nucleare (~ 100 dintre ei în regiunea transuraniului care se află peste 92 U) În funcție de valorile lui Z, A, N, se disting: „Izotop” - „același loc” - toți izotopii a unui element dat într-un singur loc tabele. Izotopi Izobari Izotoni Nuclei cu același Z, dar diferiți A Nuclei cu același A, dar diferiți Z Nuclei cu același număr de neutroni N 1800 de izotopi (~ 100 dintre ei în regiunea transuraniului situată dincolo de 92 "> 1800 izotopi (~ 100 dintre ei în regiunea transuraniului situată dincolo de 92 U) În funcție de valorile lui Z, A, N, se disting: "Izotopi " - "același loc "- toți izotopii unui element dat într-un singur loc în tabel. Izotopi IzobariIzotoni Nuclei cu același Z, dar diferiți A Nuclei cu același A, dar diferiți Z Nuclei cu același număr de neutroni N "> 1800 de izotopi (~ 100 dintre ei în regiunea transuraniului, dincolo de 92" title="(!LANG: Există ~300 de izotopi stabili în natură, ~50 de izotopi instabili. Există nuclee care au un număr mare de izotopi (Sn - 30 de izotopi, 10 dintre ei sunt stabili).> 1800 de izotopi au fost obținuți în reacții nucleare (~100 dintre ei sunt în regiunea transuranială situată peste 92)."> title="În total, există ~ 300 de izotopi stabili în natură, ~ 50 de izotopi instabili. Există nuclee care au un număr mare de izotopi (Sn - 30 izotopi, 10 dintre ei sunt stabili). Peste 1800 de izotopi au fost produși în reacțiile nucleare (~100 dintre ei în regiunea transuraniului, care se află dincolo de 92)."> !}

Electrostatic, cu zeci de ordine de mărime a forței interacțiunii gravitaționale a nucleonilor. 2. Rază scurtă" title="(!LANG:Interacțiunea nucleonilor din nucleu, proprietăți și natură forte nucleare Caracteristicile forțelor nucleare: 1. Sunt forțe specifice de atracție. ~ de 100 de ori > electrostatic, cu zeci de ordine de mărime puterea interacțiunii gravitaționale a nucleonilor. 2. Acțiune scurtă" class="link_thumb"> 9 Interacțiunea nucleonilor în nucleu, proprietățile și natura forțelor nucleare Caracteristicile forțelor nucleare: 1. Sunt forțe specifice de atracție. ~ de 100 de ori > electrostatic, cu zeci de ordine de mărime puterea interacțiunii gravitaționale a nucleonilor. 2. Rază scurtă. Ele apar la distanțe de ordinul mărimii nucleului (~ m este raza de acțiune a forțelor nucleare). 3. Se caracterizează prin independență de sarcină: forțele nucleare între 2 p, 2 n, sau între p și n au aceeași valoare. Au o natură non-electrostatică și nu depind de sarcina nucleonilor. 4. Depinde de orientarea reciprocă a spinurilor nucleonilor care interacționează (un proton și un neutron, formând un deutron, sunt ținute împreună când spinurile lor sunt paralele unul cu celălalt). 6. Nu sunt centrale (spre deosebire de cele Coulomb). 7. Au proprietatea de saturație (fiecare nucleon interacționează în nucleu cu un număr limitat de nucleoni cei mai apropiați). Legătura specifică E a nucleonilor din nucleu la numărul de nucleoni este ~ constantă. electrostatic, cu zeci de ordine de putere a interacțiunii gravitaționale a nucleonilor. 2. Raza scurtă "> electrostatică, cu zeci de ordine de forță a interacțiunii gravitaționale a nucleonilor. 2. Raza scurtă. Apar la distanțe de ordinul mărimii nucleului (~ 2,2 10 -15 m - cel raza de acțiune a forțelor nucleare). 3. Se caracterizează prin independență de sarcină: forțele nucleare între 2 - p, 2 n, sau între p și n au aceeași valoare. Nu sunt de natură electrostatică, nu depind de sarcină. a nucleonilor 4. Depinde de orientarea reciprocă a spinurilor nucleonilor care interacționează (un proton și un neutron, formând un deuteron, sunt ținute împreună, când spinurile lor sunt paralele între ele) 6. Nu sunt centrale (spre deosebire de cei coulombiani). ) 7. Au proprietatea de saturație (fiecare nucleon interacționează în nucleu cu un număr limitat de nucleoni cei mai apropiați) „> electrostatic, cu zeci de ordine de mărime a forței interacțiunii gravitaționale a nucleonilor. 2. Short-range" title="(!LANG: Interacțiunea nucleonilor în nucleu, proprietățile și natura forțelor nucleare Caracteristicile forțelor nucleare: 1. Sunt forțe specifice de atracție."> title="Interacțiunea nucleonilor în nucleu, proprietățile și natura forțelor nucleare Caracteristicile forțelor nucleare: 1. Sunt forțe specifice de atracție. ~ de 100 de ori > electrostatic, cu zeci de ordine de mărime puterea interacțiunii gravitaționale a nucleonilor. 2. Acțiune scurtă"> !}

Niciunul dintre modele nu oferă o descriere exhaustivă a nucleului; fiecare ia în considerare propriul set de proprietăți ale nucleului și propria sa gamă de fenomene. În teoria nucleară, se utilizează o abordare model - se folosesc diverse aproximări - modele nucleare, cu ajutorul cărora este posibil să se explice multe proprietăți ale nucleelor ​​atomice. 1. Lipsa de cunoștințe despre forțele nucleare care acționează între nucleoni. Modelele de picătură și înveliș se bazează pe analogia proprietăților nucleelor ​​atomice cu proprietățile unei picături lichide și ale învelișului de electroni a unui atom. Încercările de a crea o teorie care descrie cu acuratețe varietatea de proprietăți ale nucleelor ​​se întâlnesc cu: Modele ale nucleului atomic: picătură, înveliș. 2. Dificultate în rezolvarea exactă a ecuațiilor cuantice care descriu mișcarea un numar mare nucleonii din nucleu. 3. Dificultate în luarea în considerare a mișcării nucleonilor din cauza interacțiunii puternice dintre aceștia.

Picături de lichid - ρ constantă a substanței, compresibilitate scăzută independent de numărul de molecule. Nuclei - aproape același ρ, care nu depinde de numărul de nucleoni, de compresibilitatea extrem de scăzută a materiei nucleare. Modelul este utilizat pentru a descrie reacțiile care apar în ciocnirile cu nucleele altor nuclee, nucleoni și alte particule. În picătură și miez, există o anumită mobilitate a particulelor. Volumul picăturii și al nucleului este ~ numărul de particule constitutive. Picătură - primul model simplu al nucleului (Ya.I. Frenkel, dezvoltat de N. Bohr și colab.) Analogia comportamentului nucleonilor din nucleu și al moleculelor într-o picătură lichidă. Nucleul este ca o picătură de lichid încărcat incompresibil cu o densitate egală cu cea nucleară. Forțele dintre nucleoni sunt cu rază scurtă (precum și între molecule dintr-un lichid). Ea a făcut posibilă obținerea unei formule semi-empirice pentru energia de legare a nucleonilor din nucleu, a explicat mecanismul reacțiilor nucleare, reacțiile de fisiune nucleară. Nu s-a putut explica stabilitatea crescută a unor nuclee.

Cele mai stabile nuclee sunt cele cu A=2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, 152. Se numesc magie, în care numerele magice p și n, de două ori magice, sunt deosebit de stabile (5). În ciocnirea a 2 nucleoni - schimbul lor E kin. Din soluția ecuației Schrödinger pentru un nucleon care se mișcă într-un câmp autonom, nucleonii din nucleu se află în anumite stări de energie caracterizate de anumite Ψ și numere individuale n și l. Shell - M. Goeppert-Mayer și I. Jensen Nucleonii individuali din nuclei se mișcă independent în câmpul mediu al nucleonilor. Acest câmp este potențial sferic (auto-consistent). Introducerea acestui câmp, care este același pentru toți nucleonii, ne permite să luăm în considerare mișcarea unui nucleon individual și să reducem problema cu mai multe corpuri la problema cu un singur corp. Conform modelului, nucleonii sunt distribuiți în mod discret niveluri de energie umplute conform principiului Pauli, stabilitatea nucleelor ​​este asociată cu umplerea nivelurilor (nucleele cu învelișuri complet umplute sunt cele mai stabile).

Radioactivitate naturală și artificială. Radioactivitate - transformarea izotopilor instabili ai unui element chimic în izotopi ai altui element, însoțită de emisia anumitor particule.Radioactivitate artificială - radioactivitatea izotopilor obținute ca urmare a reacțiilor nucleare. Radioactivitate naturală - radioactivitate în izotopii instabili existenți în natură - A. Becquerel - U-sarea emite raze care trec prin hârtie, lemn, subțire plăci metalice, ionizează aerul devine conductor de electricitate. E. Rutherford - Aceste raze conțin cel puțin 2 componente care diferă ca putere de penetrare. Radiații mai puțin penetrante - raze α, mai multe - raze β P. Villar - A treia componentă a radiațiilor radioactive - razele γ. Schema experimentului pentru detectarea radiațiilor α-, β- și γ. K - recipient de plumb, P - preparat radioactiv, F - placă fotografică.

83, pentru elemente cu Z 83, pentru elemente cu Z 15 Toate sunt radioactive elemente chimice cu Z > 83, pentru elemente cu Z 83, pentru elemente cu Z 83, pentru elemente cu Z 83, pentru elemente cu Z 83, pentru elemente cu Z title="(!LANG: Toate elementele chimice cu Z > 83 sunt radioactive, pentru elementele cu Z

N este numărul de nuclee radioactive în acest moment timp; dN - scăderea numărului lor pe intervalul dt dN = -λ N dt λ - constantă pentru un element radioactiv dat, determină probabilitatea dezintegrarii fiecărui nucleu atomic individual în 1 s - constantă a dezintegrarii radioactive; „-” indică faptul că numărul de nuclee radioactive nedezintegrate este în scădere. Legea dezintegrarii radioactive

1. Durata medie de viață (τ) este timpul în care numărul de nuclee nedegradate scade de e ori. Pentru a descrie dezintegrarea radioactivă se folosesc următoarele: 2. Timpul de înjumătățire (T) - o perioadă de timp după care numărul inițial N 0 al nucleelor ​​unei substanțe radioactive este înjumătățit. Nuclee T de la până la ani (238 U 4,5 miliarde ani, 226 Ra - 1620 ani, 23 Mg - 11,6 s)

Dezintegrarea alfa Tunnelarea unei particule alfa printr-o barieră de potențial Toate dezintegrarile radioactive au loc conform regulilor de deplasare, care sunt o consecință a legilor de conservare a sarcinii electrice și a numărului de masă. Lungimea traseului (kilometrajul) unei particule α este distanța la care produce ionizare. Bine. în aer, intervalul este de 4 cm, depinde de sursa particulelor α (pentru 238 U - 2,7 cm, 226 Ra - 3,3 cm, 232 Th - 2,8 cm). în lichide şi solide milionimi de metru.

Ipoteza existenței neutrinilor (antineutrini) s-a datorat: 1. Spectrul energetic al electronilor (pozitronilor) în timpul dezintegrarii β este continuu (spre deosebire de particulele α), cu o valoare maximă puternic marcată a lui Ekin. N este numărul de particule cu un E dat. Uneori ele indică dN/dt (dN este numărul de electroni a căror energie se află în intervalul de). E max E 0 N => Dezintegrare în care E a unui electron Dezintegrare în care E a unui electron

Un neutrin este o particulă elementară neutră din punct de vedere electric, cu aproximativ spin și zero (mai degrabă

3. Captură de electroni (e-capture sau K-capture) 1937 Luis Walter Alvarez Dacă nucleul rezultat este într-o stare excitată, emisia unui foton y în timpul tranziției la o stare de energie mai mică. Nucleul absoarbe electronul K (mai rar electronul L sau M) al atomului, ca urmare, unul dintre protoni se transformă într-un neutron, emițând un neutrin: Pentru nucleele cu Z

γ-radiație - radiație de undă scurtă e/m cu λ

γ-quanta nu poartă o sarcină Coulomb și nu sunt afectate de forțele Coulomb. In timpul trecerii unei substante cu grosimea dx, intensitatea radiatiei se modifica cu dI. Trecerea radiatiei γ printr-o substanta este insotita de absorbtia acesteia. μ este un coeficient de absorbție liniar, depinde de proprietățile substanței și de energia γ-quanta Dependența intensității radiației γ I la adâncimea x de I 0 al fasciculului îngust incident asupra substanței și de μ. Slăbirea intensității radiației γ este rezultatul interacțiunii γ-quantilor cu învelișul de electroni atomii materiei si nucleele lor.

Procese de interacțiune a radiației γ cu materia: 1. Efectul fotoelectric (absorbția fotoelectrică a radiației γ) este un proces în care un atom absoarbe un cuantic γ și emite un electron. Efectul fotoelectric are loc în timpul interacțiunii γ-quanta cu electronii legați. Electronul este scos din învelișurile interioare ale atomului, locul liber este umplut din învelișurile de deasupra.Efectul fotoelectric este însoțit de radiații caracteristice de raze X. Efectul fotoelectric este mecanismul predominant pentru absorbția γ-quanta la E γ 100 keV, adică. mai puțin de 0,1 MeV. La E γ 0,5 MeV, probabilitatea efectului fotoelectric este mică. Mecanismul principal în acest caz este 2. Împrăștierea Compton - împrăștierea elastică a radiației e/m cu lungime de undă scurtă (raze X și γ) pe electronii liberi (sau slab legați) ai unei substanțe, însoțită de o creștere a lungimii de undă. Cu E γ-quanta până la E > 1,02 MeV (=2m e c 2), devine posibil 1,02 MeV (=2m e s 2) devine posibil">

3. Formarea perechilor electron-pozitron. Probabilitatea acestui proces ~ Z 2 și cu creșterea lui Е γ. La energii foarte mari (E γ 10 MeV), principalul proces de interacțiune a radiației γ cu materia este formarea perechilor electron-pozitron. Când electronul în curs de dezvoltare trece prin substanță, acesta poate fi decelerat: apare din nou un γ-quantum, numit cuantum bremsstrahlung. Nașterea unei noi perechi e - e + interacționează cu nucleul. Avalanșă electron-fotoni. Procesul se oprește atunci când E a particulelor formate devine mai puțin critică. 4. Dacă E γ depășește energia de legare a nucleonilor (7-8 MeV), se poate observa un efect fotoelectric nuclear - ejecția unuia dintre nucleoni (adesea un proton) din nucleu. Dezintegrarile α-, β (inclusiv captarea electronilor), radiațiile γ, fisiunea spontană a nucleelor ​​grele, radioactivitatea protonilor (nucleul emite 1 sau 2 protoni - 1969 - Flerov) sunt clasificate drept procese radioactive. Fotografia unei perechi electron-pozitron formată într-o cameră cu nori de un cuantum de raze gamma pe un nucleu de cripton. Camera este plasată într-un câmp magnetic care deviază un electron încărcat negativ și un pozitron încărcat pozitiv în direcții opuse.

Reacțiile nucleare pot fi însoțite de absorbția sau eliberarea de energie - N. Bohr - reacțiile nucleare cauzate de particule rapide se desfășoară în 2 etape: Odată cu absorbția energiei - reacții endoterme. Efectul termic (energie de reacție) - cantitatea de energie eliberată (> 0 sau 0 sau

Pentru implementare reacție în lanț este necesar ca așa-numitul factor de multiplicare a neutronilor să fie mai mare de un r. O. Hahn și F. Strassmann Fisiunea nucleelor ​​grele Reacția în lanț de fisiune

Când o armă nucleară este detonată, explozie nucleara, ai căror factori dăunători sunt: ​​radiații luminoase radiații ionizante undă de șoc contaminare radioactivă impuls electromagnetic impact psihologic modificări în sistemul reproducător procese sclerotice radiații cataractă boli imune radiocarcinogeneza reducerea speranței de viață efecte genetice și teratogene Femeia japoneză care suferă de arsuri din cauza radiațiilor termice după Marea Britanie Statele au aruncat bombe nucleare asupra Japoniei în al Doilea Război Mondial.

Tokamak (camera toroidală cu bobine magnetice) instalație toroidală pentru confinarea plasmei magnetice. Plasma este reținută nu de pereții camerei, care nu sunt capabili să reziste la temperatura acesteia, ci de un dispozitiv special creat. camp magnetic. O caracteristică a tokamak-ului este utilizarea curent electric, care curge prin plasmă pentru a crea câmpul poloidal necesar pentru echilibrul plasmei. International Fusion Experimental Reactor Utilizarea reacțiilor de fuziune nu va fi poluată mediu inconjurator(neformat izotopi radioactivi, spre deosebire de reacțiile de fisiune nucleară). Fuziunea termonucleară controlată este o sursă de energie practic inepuizabilă. Deuteriul pentru (1) este conținut în apa de mare(HDO și D 2 O) - suficient pentru sute de milioane de ani. Tritiu prin iradierea litiului lichid (rezervele sunt mari) cu neutroni dintr-un reactor nuclear (reacția 2).

1. Componenta moale - Pb este puternic absorbit. Se compune din cascade (sau averse) de perechi electron-pozitron. Fotonul γ care a apărut ca urmare a dezintegrarii mezonului π 0 - sau a decelerației bruște a unui electron rapid, care zboară lângă nucleu, creează o pereche e - e + -. Decelerația e - și e + duce la formarea de fotoni γ. În compoziția razelor cosmice secundare se disting următoarele: Nașterea perechilor și apariția fotonilor γ continuă până când energia fotonilor este suficientă pentru formarea perechilor. 2. Componenta rigida - nu patrunde prin grosimi mari Pb. Constă în principal din muoni. Se formează în principal în straturile superioare și mijlocii ale atmosferei din cauza dezintegrarii π - mezonilor încărcați. Fotografia unei perechi electron-pozitron formată într-o cameră cu nori de un cuantum de raze gamma pe un nucleu de cripton. Camera este plasată într-un câmp magnetic.

2. 10 22 ani, τ р ~2. 10 32 ani, τ n ~898 s). Cel mai scurt timp de viață" title="(!LANG: Pentru a descrie proprietățile particulelor, introduceți: Masa particulei (m). Exprimată în MeV sau GeV în conformitate cu E \u003d mc 2. Durata medie de viață (τ). O măsură a stabilității particulelor Pentru e -, р,γ, ν τ=.(τ e >2,10 22 ani, τ р ~2,10 32 ani, τ n ~898 s)." class="link_thumb"> 38 !} Pentru a descrie proprietățile particulelor introduceți: Masa particulei (m). Exprimat în MeV sau GeV în conformitate cu E=mc 2. Durată medie de viață (τ). O măsură a stabilității particulelor. Pentru e -, p,γ, ν τ=. (τ e > ani, τ p ~ ani, τ n ~ 898 s). Cele mai scurte particule - rezonanțe - au τ 2. 10 22 ani, τ р ~2. 10 32 ani, τ n ~898 s). Cel mai scurt timp de viață "> 2. 10 22 ani, τ p ~ 2. 10 32 ani, τ n ~ 898 s). Particulele cu cea mai scurtă viață - rezonanțe - au τ 2. 10 22 ani, τ p ~ 2. 10 32 ani, τ n ~898 s). Cel mai scurt timp de viață" title="(!LANG: Pentru a descrie proprietățile particulelor, introduceți: Masa particulei (m). Exprimată în MeV sau GeV în conformitate cu E \ u003d mc 2. Durata medie de viață (τ) Măsurarea particulelor de stabilitate Pentru е -, р,γ, ν τ=.(τ e >2,10 22 ani, τ р ~2,10 32 ani, τ n ~898 s)."> title="Pentru a descrie proprietățile particulelor introduceți: Masa particulei (m). Exprimat în MeV sau GeV în conformitate cu E=mc 2. Durată medie de viață (τ). O măsură a stabilității particulelor. Pentru e -, p,γ, ν τ=. (τ e >2,10 22 ani, τ p ~2,10 32 ani, τ n ~898 s). Cel mai scurt a trăit">!}

Prima antiparticulă - pozitronul e - folosind o cameră cu nori în radiația cosmică. Aceeași masă m, durata de viață τ și spin J. Alte caracteristici sunt egale în valoare absolută, opuse în semn (q, p m). Pozitronii se formează atunci când fotonii de înaltă energie se ciocnesc cu nucleele atomice. Când se întâlnesc, se anihilează. Particulele care nu au antiparticule sunt numite absolut neutre (foton, π 0 -mezon, η-mezon). Incapabil de anihilare. Particulele au antiparticule. P. Dirac – Interconversia particulelor elementare este una dintre proprietățile lor fundamentale. Particulele rezultate nu sunt conținute în cele originale, ele se nasc în procesele de coliziune sau dezintegrare a acestora.

Proprietăți PuternicElectromagnetic Slab Intensitate gravitațională (în unități relative) Domeniu (m) (nelimitat) (nelimitat) Timp de interacțiune (s) (rapid) (lent) Interacțiune purtător pioni cuantici, gluoni γ-quantaW-bosonG-graviton Domeniul de aplicare Comunicarea protonilor și neutroni în nucleele atomice Comunicarea quarcilor în hadroni Caracteristic tuturor particulelor elementare, are electr. Dezintegrari de sarcină: dezintegrare β, dezintegrare μ care implică neutrini Inerente tuturor particulelor care au masă. Particulele elementare sunt de obicei clasificate în funcție de tipurile de interacțiuni la care participă.

Nucleul atomic. Particule elementare Structura nucleelor ​​atomice. Vrac și numărul de taxare. Nucleonii

K - recipient de plumb cu o sursă radioactivă de particule?, F - folie metalică, E - ecran acoperit cu sulfură de zinc, M - microscop Schema experimentului lui E. Rutherford privind detectarea protonilor în produsele de fisiune nucleară (1919) p = 1,60217733 10–19 C mp \u003d 1,67262 10–27 kg \u003d 1,007276 a. e.m. 1 a. e.m. = 1,66057 10–27 kg. protonii fac parte din nucleele atomilor

1932 J. Chadwick Schema unei instalații pentru detectarea neutronilor masa neutronilor mn = 1,67493 10–27 kg = 1,008665 a.u. e. m. Descoperirea neutronului

Contor Geiger-Muller

camera cu nori

Structura nucleelor ​​atomice Fizicianul rus D. D. Ivanenko și fizicianul german W. Heisenberg au prezentat o ipoteză despre structura proton-neutron a nucleelor ​​atomice. Protonii și neutronii sunt nucleoni. Numărul de protoni Z este numărul de sarcină Numărul de neutroni este N. Numărul total de nucleoni (adică protoni și neutroni) se numește numărul de masă A: A = Z + N

Nucleul este notat cu același simbol ca atomul neutru: Nucleu atomic = „nuclid”. X este simbolul elementului chimic Principalele caracteristici ale particulelor care alcătuiesc atomul 1eV = 1,6 10-19J, masa de 1 MeV se calculează folosind formula pentru E = mc2

În total, există ~ 300 de izotopi stabili în natură, ~ 50 de izotopi instabili. Există nuclee care au un număr mare de izotopi (Sn - 30 izotopi, 10 dintre ei sunt stabili). În reacțiile nucleare, s-au obținut peste 1800 de izotopi (~ 100 dintre ei în regiunea transuraniului situată dincolo de 92U) În funcție de valorile lui Z, A, N, se disting: „Izotop” - „același loc” - toți izotopii a unui element dat într-un loc în tabel .

Interacțiunea nucleonilor în nucleu, proprietățile și natura forțelor nucleare Caracteristicile forțelor nucleare:

Conform conceptelor moderne, interacțiunea puternică se datorează schimbului de?-mezoni sau pioni între nucleoni (1947 - în radiația cosmică (Powell și Okchialini), a prezis Yukawa (1935). m=273me), mesoni?0- neutri (? qa=0a, m=264me), 8,10-16 p.

În prima aproximare, nucleul poate fi considerat o minge. Dimensiunile nucleelor ​​atomice ~10-14?10-15 m (<< размера атома). Масса атома практически равна массе ядра. объем ядра ~ числу нуклонов в ядре А, А~m >in medie? materia nucleară este aproape aceeași, nu depinde de Z.

Niciunul dintre modele nu oferă o descriere exhaustivă a nucleului; fiecare ia în considerare propriul set de proprietăți ale nucleului și propria sa gamă de fenomene. > În teoria nucleului se folosește o abordare model - se folosesc diverse aproximări - modele nucleare, cu ajutorul cărora se pot explica multe proprietăți ale nucleelor ​​atomice. 1. Lipsa de cunoștințe despre forțele nucleare care acționează între nucleoni. Modelele de picătură și înveliș se bazează pe analogia proprietăților nucleelor ​​atomice cu proprietățile unei picături lichide și ale învelișului de electroni a unui atom. Încercările de a crea o teorie care descrie cu acuratețe varietatea de proprietăți ale nucleelor ​​se întâlnesc cu: Modele ale nucleului atomic: picătură, înveliș. 2. Dificultate în rezolvarea exactă a ecuațiilor cuantice care descriu mișcarea unui număr mare de nucleoni dintr-un nucleu. 3. Dificultate în luarea în considerare a mișcării nucleonilor din cauza interacțiunii puternice dintre aceștia.

Picături de lichid - constante? substanță, independent de numărul de molecule > compresibilitate scăzută. Nuclei - practic la fel?, independent de numărul de nucleoni > compresibilitatea extrem de scăzută a materiei nucleare. Modelul este utilizat pentru a descrie reacțiile care apar în ciocnirile cu nucleele altor nuclee, nucleoni și alte particule. În picătură și miez, există o anumită mobilitate a particulelor. Volumul picăturii și al nucleului este ~ numărul de particule constitutive. Picătură - primul cel mai simplu model al nucleului (Ya.I. Frenkel - 1939, dezvoltat de N. Bor și colab.) Analogia comportamentului nucleonilor din nucleu și al moleculelor într-o picătură lichidă. Nucleul este ca o picătură de lichid încărcat incompresibil cu o densitate egală cu cea nucleară. Forțele dintre nucleoni sunt cu rază scurtă (precum și între molecule dintr-un lichid). Ea a făcut posibilă obținerea unei formule semi-empirice pentru energia de legare a nucleonilor din nucleu, a explicat mecanismul reacțiilor nucleare, reacțiile de fisiune nucleară. Nu s-a putut explica stabilitatea crescută a unor nuclee.

Cele mai stabile nuclee sunt cele cu A=2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, 152. Se numesc magie, în care numerele magice p și n, de două ori magice, sunt deosebit de stabile (5). În cazul unei coliziuni a 2 nucleoni, schimbul lor este Ekin. Din soluția ecuației Schrödinger pentru un nucleon care se mișcă într-un câmp autonom > nucleonii din nucleu sunt în anumite stări energetice, caracterizate de anumite? și numerele individuale n și l . Shell - M. Goeppert-Mayer și I. Jensen 1940-1950. Nucleonii individuali din nuclei se deplasează independent în câmpul mediu al nucleonilor. Acest câmp este potențial sferic (auto-consistent). Introducerea acestui câmp, care este același pentru toți nucleonii, face posibilă luarea în considerare a mișcării unui nucleon individual > pentru a reduce problema multor corpuri la problema primului corp. Conform modelului, nucleonii sunt distribuiți pe niveluri de energie discrete umplute conform principiului Pauli, stabilitatea nucleelor ​​este asociată cu umplerea nivelurilor (nucleonii cu învelișuri complet umplute sunt cei mai stabili).proprietățile nucleelor.

M = - mn Diferența dintre suma maselor nucleonilor care alcătuiesc nucleul și masa nucleului este defectul de masă al nucleului (?m) E = mc2> modificarea masei corespunde modificării în energie< Zmp+ (A – Z)mn В таблицах обычно не mя, а массы ma атомов >pentru a găsi?m folosiți?m = - ma (mH este masa atomului de hidrogen, ma este masa atomului elementului studiat). Din legea conservării energiei: pentru a separa un nucleu în nucleonii săi constitutivi, este necesar să se cheltuiască o astfel de cantitate de energie care este eliberată în timpul formării sale Energia de legare a nucleelor

Energia de legare a nucleului este energia care trebuie cheltuită pentru a împărți nucleul în nucleoni individuali. Eb = c2 sau Eb = c2 Energia de legare specifică este energia de legare per nucleon. Caracterizează stabilitatea nucleelor ​​atomice - cu ^?ud nucleul este mai stabil.

Energia specifică de legare a nucleelor ​​Nucleele grele și ușoare sunt mai puțin stabile decât nucleii din mijlocul tabelului periodic.

Dependența de A face favorabil energetic: 1. Fisiunea nucleelor ​​grele în altele mai ușoare (ne mutăm de la capătul mesei la mijlocul acestuia, diferența de energii de legare este eliberată ca energie de reacție). 2. Fuziunea (fuziunea) nucleelor ​​ușoare în altele mai grele - o reacție termonucleară > trecerea de la începutul tabelului la mijloc, se eliberează energie foarte mare > reacțiile de fuziune a nucleelor ​​grele din cele ușoare sunt energetic mai favorabile. Fisiunea nucleelor ​​U sau Pu sub acțiunea neutronilor capturați stă la baza funcționării reactoarelor nucleare și convenționale. bombă atomică. Reacții termonucleare – în adâncurile Soarelui și stelelor, în timpul exploziilor bombelor cu hidrogen.

Exemplu: Să calculăm energia de legare a unui nucleu de heliu, care constă din doi protoni și doi neutroni. Masa nucleului de heliu Mn = 4,00260 a.u. e. m. Suma maselor a doi protoni si doi neutroni este 2mp + 2mn = 4,03298 a.u. e. m., defectul de masă al nucleului de heliu este? e.m. Eb = aMc2 = 28,3 MeV. Formarea a doar 1 g de heliu este însoțită de eliberarea de energie de ordinul 1012 J. Aproximativ aceeași energie este eliberată în timpul arderii aproape a unui întreg automobil de cărbune.

Radioactivitate naturală și artificială. Radioactivitate - transformarea izotopilor instabili ai unui element chimic în izotopi ai altui element, însoțită de emisia anumitor particule.Radioactivitate artificială - radioactivitatea izotopilor obținute ca urmare a reacțiilor nucleare. Radioactivitatea naturală este radioactivitatea izotopilor instabili naturali. 1896 - A. Becquerel - Sarea U emite raze care trec prin hârtie, lemn, plăci subțiri de metal, ionizează aerul și devine conductor de electricitate. E. Rutherford - Aceste raze conțin cel puțin 2 componente care diferă ca putere de penetrare. Radiații mai puțin penetrante - raze?, mai multe raze -?. 1900 - P.Villard - A treia componentă a radiațiilor radioactive - razele ?. Schema experimentului pentru detectarea radiațiilor a-, a- și a-. K - recipient de plumb, P - preparat radioactiv, F - placă fotografică.

Toate elementele chimice cu Z > 83 sunt radioactive; elementele cu Z< 83 имеются отдельные радиоактивные изотопы. Радиоактивное излучение является следствием внутриядерных процессов. В 1898г. французские физики М. и П. Кюри обнаружили радиоактивность тория и открыли два новых радиоактивных элемента – полоний Ро и радий Rа Установлено: все воздействия (механическое, давление, температура, электрическое и магнитное поля) не влияют на характер радиоактивного излучения.

N este numărul de nuclee radioactive la un moment dat; dN este scăderea numărului lor în intervalul dt dN = –? Ndt? - constantă pentru un element radioactiv dat, determină probabilitatea dezintegrarii fiecărui nucleu atomic individual în 1 s - constantă a dezintegrarii radioactive; „-” indică faptul că numărul de nuclee radioactive nedezintegrate este în scădere.

1. Durata medie de viață (?) - timpul în care numărul de nuclee nedegradate scade de e ori. Pentru a descrie dezintegrarea radioactivă se folosesc următoarele: 2. Timpul de înjumătățire (T) - o perioadă de timp după care numărul inițial N0 al nucleelor ​​unei substanțe radioactive este înjumătățit. Nuclee T de la 10-7 la 1016 ani (238U ≈ 4,5 miliarde de ani, 226Rа - 1620 ani, 23Mg - 11,6 s)

Activitatea unei substanțe radioactive în momentul inițial de timp. Activitatea unei substanțe radioactive este numărul de nuclee degradate pe unitatea de timp. Unitatea de activitate în sistemul SI este becquerelul (Bq): 1 Bq = 1 dezintegrare/secundă este activitatea unui nuclid la care are loc un eveniment de dezintegrare în 1 s. curie (Ku): 1Ku = 3,7 1010Bq (aceasta este activitatea a 1g de uraniu pur).

Alfa - Dezintegrare Toate dezintegrarile radioactive au loc conform regulilor deplasarii, care sunt o consecinta a legilor de conservare a sarcinii electrice si a numarului de masa. Lungimea traseului (kilometrajul) unei particule a este distanța la care produce ionizare. Bine. în aer, intervalul este de 4 cm, depinde de sursa particulelor a (pentru 238U - 2,7 cm, 226Rа - 3,3 cm, 232Тh - 2,8 cm). În lichide și solide - milioanemi de metru.

dezintegrare beta

Ipoteza existenţei neutrinilor (antineutrini) s-a datorat: 1. Spectrul energetic al electronilor (pozitronilor) în timpul dezintegrarii a este continuu (spre deosebire de particulele a), cu o valoare maximă puternic marcată a lui Ekin. N este numărul de particule cu un E dat. Uneori ele indică dN/dt (dN este numărul de electroni a căror energie se află în intervalul dE). => Dezintegrari in care E electron< Еmax , протекают с кажущимся нарушением закона сохранения энергии. Введение?(??), обладающих энергией, решает проблему. 2. При?-распаде число нуклонов в ядре не изменяется (не изменяется numar de masa DAR). Spinul nucleului nu trebuie să se schimbe. Ejecția unui electron trebuie să modifice spinul nucleului cu? h. Contradicție cu legea conservării impulsului de spin. Introducerea lui?(??), care are spin?h, elimină încălcarea aparentă a legii conservării spinului. 1956 - Davis - Dovada experimentală a existenței?; Lee, Yang, Landau - ? și?? au masa de repaus zero, diferă în direcția rotațiilor (y? - împotriva mișcării, y?? - de-a lungul mișcării).

Diagrama Feynman pentru dezintegrarea beta a unui neutron într-un proton, un electron și un antineutrin electronic cu participarea unui boson W greu

Un neutrin este o particulă elementară neutră din punct de vedere electric, cu aproximativ spin și zero (mai degrabă< 10-4me) массой покоя. Проникающая способность нейтрино столь огромна, что затрудняет удержание этих частиц в приборах. Пробег нейтрино с энергией 1 МэВ в свинце составляет 1018м. Позитрон. Существование позитрона было предсказано выдающимся физиком П. Дираком в 1928 г. Бета- распад Искусственная радиоактивность – радиоактивность изотопов, полученных в результате ядерных реакций.

3. Captură electronică (e-capture sau K-capture) 1937 Luis Walter Alvarez Dacă nucleul rezultat se află într-o stare excitată > emisia unui foton? la trecerea la o stare de energie mai scăzută. Nucleul absoarbe electronul K (mai rar electronul L sau M) al atomului, ca urmare, unul dintre protoni se transformă într-un neutron, emițând un neutrin: Pentru nucleele cu Z< 100 (без исключения) существуют нестабильные изотопы, обладающие?+-активностью. Выделяемая в процессе распада энергия 0.02 ? 16.6 МэВ. ?-распад наблюдается только у самых тяжелых ядер, ?-активные ядра более многочисленны. Период полураспада?-активных ядер от 10-2 с до 4.1012 лет.

Sursă alfa sub un detector de radiații

Schema dezintegrarii unei serii radioactive Sunt indicate timpii de injumatatire.

Radiație - radiație de unde scurte e/m cu?<10-10 м, поток?-квантов (фотонов). Не отклоняется э/ м полем. Слабая ионизирующая способность, большая проникающая способность (проходит через слой Рb d=5 см). Излучение ядрами?-квантов не самостоятельный процесс. ?-излучение сопровождает?- и?-распады, не приводит к изменению структуры ядер. Может возникать при ядерных реакциях, торможении заряженных частиц. Падая на кристалл?-излучение дает явление дифракции. Опасно для биологических объектов! ?-излучение испускается дочерним ядром. Если в момент образования оно в возбужденном состоянии >după 10-13?10-14 s intră în starea fundamentală cu emisia de?-quanta. Radiația α a aceluiași izotop radioactiv poate conține mai multe grupuri de α-quanta cu energii diferite. În timpul descompunerilor radioactive ale nucleelor, a-quanta au energii de la 0,01 la 5 MeV. Spectrul a (distribuția a-quantilor peste energii) are formă de linie. Cu radiația?, A și Z nu schimbă numerele > nu este descris de regulile deplasării.

Quanta nu poartă o sarcină coulombiană > nu experimentează influența forțelor coulombiane. Când trece o substanță cu grosimea dx, intensitatea radiației se modifică cu dI. Trecerea radiației? printr-o substanță este însoțită de absorbția acesteia. ? – coeficientul de absorbție liniar, depinde de proprietățile substanței și de energia?-quanta. Slăbirea intensității radiațiilor p este rezultatul interacțiunii cuantei p cu învelișul de electroni a atomilor materiei și cu nucleele acestora.

Procese de interacțiune a radiației a cu materia: 1. Efectul fotoelectric (absorbția fotoelectrică a radiației a) - proces în care un atom absoarbe a-cuanția și emite un electron. Efectul fotoelectric are loc în timpul interacțiunii a-quanta cu electronii legați. Electronul este scos din învelișurile interioare ale atomului, locul liber este umplut din învelișurile de deasupra > efectul fotoelectric este însoțit de radiație caracteristică de raze X. Efectul fotoelectric este mecanismul predominant pentru absorbția a-quanta la E? ? 100 keV, adică mai puțin de 0,1 MeV. Cu E? ? 0,5 MeV, probabilitatea efectului fotoelectric este mică. Mecanismul principal în acest caz este > 2. Imprăștirea Compton este împrăștierea elastică a radiației e/m cu lungime de undă scurtă (raze X și?) pe electronii liberi (sau slab legați) ai unei substanțe, însoțită de o creștere a lungimii de undă. Pentru ^E?-quanta până la E > 1,02 MeV (=2mec2) devine posibil >

3. Formarea perechilor electron-pozitron. Probabilitatea acestui proces ~ Z2 și ^ cu creșterea E?. La energii foarte mari (E? ≈ 10 MeV), principalul proces de interacțiune dintre radiația γ și materie este formarea perechilor electron-pozitron. Când electronul emergent trece prin substanță, acesta poate încetini: Apare din nou? -cuantică, numită frână. Interacționează cu nucleul > nașterea unei noi perechi e-e+. > Avalanșă electron-fotoni. Procesul se oprește atunci când E a particulelor formate devine mai puțin critică. 4. Dacă E? depășește energia de legare a nucleonilor (7-8 MeV), se poate observa un efect fotoelectric nuclear - ejecția unuia dintre nucleoni din nucleu (de obicei un proton). Dezintegrarile p-, p (inclusiv captarea electronilor), radiatia p, fisiunea spontana a nucleelor ​​grele, radioactivitatea protonilor (nucleul emite 1 sau 2 protoni - 1969 - Flerov) sunt clasificate drept procese radioactive.

Reacții nucleare Interacțiunea particulelor - la apropierea până la distanțe de ~ 10-13 cm - datorită acțiunii forțelor nucleare. Reacție nucleară - transformarea artificială a nucleelor ​​atomice cauzată de interacțiunea lor între ele sau cu particulele a și b - neutron, proton, deutron, p-particulă, p-foton Cel mai comun tip de reacție nucleară este interacțiunea unei particule luminoase a cu nucleul X

Prima reacție nucleară a fost efectuată de E. Rutherford în 1919. Reacții nucleare Randamentul energetic al unei reacții nucleare: Q \u003d (MX + Ma - MY - Mb)c2 \u003d? pozitiv) - reacții exoterme. Cu absorbție de energie - reacții endoterme

Reacțiile nucleare pot fi însoțite de absorbția sau eliberarea de energie. 1936 - N. Bohr - reacțiile nucleare cauzate de particule rapide se desfășoară în 2 etape: Cu absorbția energiei - reacții endoterme. Efectul termic (energie de reacție) - cantitatea de energie eliberată (> 0 sau< 0). Промежуточное ядро называют составным ядром или компаунд-ядром. Оно в возбужденном состоянии. 2. Составное ядро испускает частицу b. Реакции, вызываемые быстрыми нуклонами и дейтронами, протекают без образования промежуточного ядра. Называют прямыми ядерными взаимодействиями. 1. Ядро Х захватывает приблизившуюся к нему частицу а, образуя промежуточное ядро П («ядро-мишень» Х сливается с бомбардирующей частицей а, образуя новое ядро П). Сумма масс исходных ядер больше суммы масс конечных ядер >o reacție cu eliberare de energie (energia de reacție este pozitivă) - reacții exoterme. Durata de viață a nucleului compus este de 10-14-10-12 s. Într-o reacție nucleară se îndeplinește legea conservării: sarcină electrică, număr de nucleoni, energie, moment, moment unghiular.

Pentru ca o reacție în lanț să aibă loc, așa-numitul factor de multiplicare a neutronilor trebuie să fie mai mare decât unitatea. 1939 O. Hahn și F. Strassmann Fisiunea nucleelor ​​grele Reacția în lanț de fisiune

reacție în lanț de fisiune

Diagrama unui reactor nuclear Primul reactor nuclear a fost construit în 1942 în SUA sub conducerea lui E. Fermi. În țara noastră, primul reactor a fost construit în 1946 sub conducerea lui IV Kurchatov.

Explozia unei bombe atomice la Nagasaki (1945)

Când o armă nucleară este detonată, are loc o explozie nucleară ai cărei factori nocivi sunt: ​​radiații luminoase radiații ionizante undă de șoc contaminare radioactivă impuls electromagnetic efecte psihologice modificări în sistemul reproductiv procese sclerotice radiații cataractă boli imunitare radiocarcinogeneză reducerea speranței de viață genetice și teratogene Efecte Femeie japoneză care a suferit arsuri din cauza radiațiilor termice după ce Statele Unite au aruncat bombe nucleare asupra Japoniei în al Doilea Război Mondial.

Pentru a depăși bariera de potențial datorată respingerii, nucleele trebuie să aibă Ekin (~0,35 MeV), corespunde cu T ~ 2,109 K. La suprafața Soarelui 6000 K, regiunile centrale ale Soarelui 1.3.107 K. Pentru a efectua reactia de fuziune, nucleele trebuie apropiate de distanta de actiune forte nucleare (~10-14?10-15 m). Pentru aceasta este necesar să depășim repulsia coulombiană (p și alte nuclee ușoare sunt încărcate „+”). Fuziunea nucleelor ​​ușoare într-un singur nucleu (fuziunea nucleară) este însoțită de eliberarea de energie mare. Fuziunea termonucleară. Reacția deuteriu + tritiu (combustibil D-T) Cea mai ușor reacție de implementat este deuteriu + tritiu: dezavantajul acesteia este eliberarea de radiații neutronice nedorite.

Reacțiile termonucleare sunt sursa de energie a Soarelui și a stelelor (T ~ 107?108 K). 1. La temperaturi relativ scăzute (~107 K). Ciclul proton-proton Două moduri de fuziune a nucleelor ​​de hidrogen în nuclee de heliu: Ideea originii termonucleare a stelelor - 1929 - Friedrich Houtermans.

2. Când temperaturi mari(> 2. 107 K) ciclul carbonului sau carbon-azot (Hans Bethe) Energia eliberată per nucleu de heliu este de 26,8 MeV. În ceea ce privește un gram de heliu - 700 kWh

Tokamak (camera toroidală cu bobine magnetice) este o instalație toroidală pentru confinarea plasmei magnetice. Plasma este reținută nu de pereții camerei, care nu sunt capabili să reziste la temperatura acesteia, ci de un câmp magnetic special creat. O caracteristică a tokamak-ului este utilizarea unui curent electric care curge prin plasmă pentru a crea câmpul poloidal necesar pentru echilibrul plasmei. International Thermonuclear Experimental Reactor Utilizarea reacțiilor termonucleare > nu va polua mediul (nu se formează izotopi radioactivi, spre deosebire de reacțiile de fisiune nucleară). Fuziunea termonucleară controlată este o sursă de energie practic inepuizabilă. Deuteriul pentru (1) se găsește în apa de mare (HDO și D2O) - suficient pentru sute de milioane de ani. Tritiu > prin iradierea litiului lichid (rezerve mari) cu neutroni dintr-un reactor nuclear (reacția 2).

Explozia unei sarcini termonucleare cu o capacitate de 20 Mt (majoritatea bombelor H au o capacitate de 105x106 tone) va distruge toată viața la 140 km de epicentru.Bomba H a fost creată sub conducerea lui I.V. Kurchatov și A.D. Saharov. Explozie la 12 august 1953 la locul de testare din Semipalatinsk. În prezent, au fost acumulate peste 50 de mii de bombe H

Aproximativ același număr de particule au fost descoperite în anii 1950 > noi particule „au căzut ca dintr-un cornu abundent”. Pentru a explica forțele nucleare necesare?-mezoni, pentru a explica?-degradarea - neutrini. Apoi s-au descoperit pozitroni și muoni.> Numărul de particule elementare a crescut de la 4 la 10. Particulele elementare sunt microparticule, a căror structură internă la nivelul actual de dezvoltare a fizicii nu poate fi reprezentată ca o combinație de alte particule. 1932 - întreaga lume poate fi construită din 4 elemente - lumină (fotoni), protoni, neutroni, electroni. Particule elementare. Sistematica particulelor elementare. "Particulă elementară" - denumirea comună particule care nu sunt atomi sau nuclee (excepția este atomul de hidrogen - proton). Anterior, atomii erau considerați „cărămizile” din care este construită lumea. Atomii s-au dovedit a fi „divizibili” > caută elementele de bază ale Universului.

La inaltime? Radiația cosmică de 20 km este practic secundară. Această radiație conține toate cele cunoscute în prezent particule elementare. 1. Numărul total de particule elementare (împreună cu antiparticule) este mai mare de 400. Proprietățile particulelor elementare: 2. Particule elementare stabile – electron e-, pozitron e+, proton p, neutron n, foton, electron neutrino?e și antineutrino ??e. Restul sunt instabile, formate în radiații cosmice secundare sau cu ajutorul acceleratorilor. Radiația cosmică Fluxul primar de nuclee atomice (în principal protoni) de înaltă energie ~10 GeV și particule individuale de 1010 GeV, incidente continuu pe Pământ. Secundar în ciocnirea inelastică a particulelor de raze primare cu nucleele atomilor din straturile superioare ale atmosferei.

(1947 - în radiația cosmică (Powell și Okchialini), prezisă de Yukawa (1935). =0?, m=264mе) Spin?-mesoni =0, instabile.Durații de viață?+ și?- - 2.6.10-8 s, ?0 -0.8.10-16 s. (?q?=?e?, m=207me=106 MeV), spin muon=1/2, durata de viață instabilă - 2.22.10-6 s

1. Componenta moale - Pb este puternic absorbit. Se compune din cascade (sau averse) de perechi electron-pozitron. Apărând ca urmare a dezintegrarii? 0 - mezon sau decelerația bruscă a unui electron rapid? - fotonul, care zboară în apropierea nucleului, creează o pereche e- e + -. Decelerația e- și e+ duce la formarea fotonilor?. În alcătuirea razelor cosmice secundare se disting următoarele: Nașterea perechilor și apariția fotonilor? se desfășoară până când energia fotonilor este suficientă pentru a forma perechi. 2. Componenta rigida - nu patrunde prin grosimi mari Pb. Constă în principal din muoni. Se formează în principal în straturile superioare și mijlocii ale atmosferei din cauza dezintegrarii încărcării? - mezoni. Fotografia unei perechi electron-pozitron formată într-o cameră cu nori de un cuantum de raze gamma pe un nucleu de cripton. Camera este plasată într-un câmp magnetic.

Pentru a descrie proprietățile particulelor introduceți: Masa particulei (m). Exprimat în MeV sau GeV în conformitate cu E=mc2. Durata medie de viață (?). O măsură a stabilității particulelor. Pentru e-, p, ?, ? ?=?. (?e >2,1022 ani, ?p~2,1032 ani, ?n~898 s). Cele mai scurte particule - rezonanțe - au?< 10-22 с. Спин J – собственный момент импульса частицы, в единицах h. Электрический заряд (q) – характеризует способность частиц участвовать в э/м взаимодействии. Вектор собственного магнитного момента характеризует взаимодействие покоящейся частицы с внешним магнитным полем. Магнитные моменты выражают в единицах магнетона Бора

Prima antiparticulă - pozitronul e + - 1932 - folosind o cameră cu nori în radiație cosmică. Aceeași masă m, toată viața? și spin J. Alte caracteristici sunt egale în valoare absolută, opuse în semn (q, pm). Pozitronii se formează atunci când fotonii de înaltă energie se ciocnesc cu nucleele atomice. Când se întâlnesc, se anihilează. Particulele care nu au antiparticule sunt numite absolut neutre (foton, ?0-mezon, ?-mezon). Incapabil de anihilare. Particulele au antiparticule. P. Dirac - 1930. Transformarea reciprocă a particulelor elementare este una dintre proprietățile lor fundamentale. Particulele rezultate nu sunt conținute în cele originale, ele se nasc în procesele de coliziune sau dezintegrare a acestora.

Particulele elementare sunt de obicei clasificate în funcție de tipurile de interacțiuni la care participă.

Exemple de particule elementare

1) o mulțime de hadroni Conform conceptelor moderne, 6 leptoni și 6 antileptoni sunt considerați adevărate particule elementare, iar hadronii sunt particule compozite construite din quarci. Există 6 tipuri de quarci, se numesc arome. Ele formează 3 dublete (u, d), (c, s), (t, b). Dovada naturii compozite a hadronilor: 2) majoritatea hadronilor sunt instabili 3) structura internă a hadronilor a fost descoperită Quarcii sunt creditați cu caracteristici suplimentare - „culoare” (nouă număr cuantic) - roșu (R), verde (G), albastru (B). Există 3 tipuri de quarci din fiecare dintre cele 6 tipuri.

Acesta este conceptul artistului despre expansiunea Universului, unde spațiul (inclusiv porțiunile ipotetice neobservabile ale Universului) este reprezentat de fiecare dată prin secțiuni circulare.Notați în stânga expansiunea dramatică (nu la scară) care are loc în epoca inflaționistă. , iar în centru accelerația expansiunii.Schema este decorată cu imagini WMAP în stânga și cu reprezentarea stelelor la nivelul corespunzător de dezvoltare Imagine din comunicatul de presă WMAP, 2006 Reprezentarea artistului a satelitului WMAP culegând date pentru a ajuta oamenii de știință înțelege Big Bang-ul

O diagramă circulară care indică compoziția proporțională a diferitelor componente ale densității energetice ale Universului, conform celor mai bune potriviri ale modelului CDM – aproximativ 95% se află în formele exotice ale materiei întunecate și ale energiei întunecate