K - radyoaktif bir α-parçacık kaynağına sahip kurşun kap, F - metal folyo, çinko sülfür ile kaplanmış E - ekran, M - mikroskop E. Rutherford'un nükleer fisyon ürünlerindeki protonların tespiti üzerine deneyi (1919) p = 1 , 10 -19 Cl m p \u003d 1, -27 kg \u003d 1, a. e.m. 1 a. em = 1.66057 10 -27 kg. protonlar atom çekirdeğinin bir parçasıdır

1932 J. Chadwick Nötron nötron kütlesini tespit etmek için bir düzeneğin şeması m n = 1, –27 kg = 1, a. e. m. nötronun keşfi

Atom çekirdeğinin yapısı Rus fizikçi D. D. Ivanenko ve Alman fizikçi W. Heisenberg, atom çekirdeğinin proton-nötron yapısı hakkında bir hipotez ortaya koydular.D. D. IvanenkoV. Heisenberg Protonları ve nötronlar nükleonlardır. Proton sayısı Z - yük sayısı Nötron sayısı - N. Toplam sayısı nükleonlar (yani protonlar ve nötronlar) kütle numarası A olarak adlandırılır: A = Z + N

Çekirdek, nötr atomla aynı sembolle gösterilir: atom çekirdeği= "nüklid". Bir kimyasal elementin X sembolü Parçacık Kütle Yükü (elektron yükü birimi olarak) Spin, kg MeV Elektron 9.31 .51 Proton .25+1 Nötron .550 Atomu oluşturan parçacıkların temel özellikleri 1 eV = 1,6 J, kütle E = mc 2 formülü kullanılarak hesaplanan 1 MeV'de

1800 izotop (~100 tanesi 92'nin ötesindeki uranyum ötesi bölgede" title="(!LANG: Doğada toplam ~300 kararlı izotop, ~50 kararsız. Çok sayıda izotopa sahip çekirdekler var (Sn) - 30 izotop, 10 tanesi stabil). Nükleer reaksiyon x > 1800 izotop aldı (~100 tanesi 92" class="link_thumb"> 8'in ötesinde uzanan transuranyum bölgesinde Doğada toplamda ~300 kararlı, ~50 kararsız izotop vardır. Çok sayıda izotopa sahip çekirdekler vardır (Sn - 30 izotop, 10 tanesi stabildir). Nükleer reaksiyonlarda 1800'den fazla izotop elde edildi (~100'ü 92 U'nun ötesinde uzanan transuranyum bölgesinde) Z, A, N değerlerine bağlı olarak şunları ayırt ederler: “İzotop” - “aynı yer” - tüm izotoplar Belirli bir elemanın tek bir yerde tabloları. İzotoplar İzobarlar İzotonlar Aynı Z'ye sahip ancak farklı A Çekirdeğine sahip aynı A'ya sahip ancak farklı Z Çekirdeği aynı sayıda nötrona sahip N 1800 izotop (~100'ü 92" ötesinde uzanan transuranyum bölgesinde > 1800 izotop (~100 tanesi 92 U'nun ötesinde uzanan transuranyum bölgesinde) Z, A, N değerlerine bağlı olarak şunları ayırt ederler: "İzotop " - "tam aynı yer"- belirli bir elementin tüm izotopları tabloda tek bir yerde. İzotoplar İzobarlarİzotonlar Aynı Z'ye sahip çekirdekler, ancak farklı A Çekirdekleri aynı A'ya sahip, ancak farklı Z Çekirdekleri aynı nötron sayısına sahip N "> 1800 izotop (~ 100 tanesi transuranyum bölgesinde, 92'nin ötesinde" title="(!LANG: Doğada ~300 kararlı, ~50 kararsız izotop vardır. Çok sayıda izotopa sahip çekirdekler vardır (Sn) - 30 izotop, 10 tanesi stabildir.) Nükleer reaksiyonlarda > 1800 izotop elde edilmiştir (bunların ~100'ü 92'nin ötesinde uzanan transuranyum bölgesindedir)"> title="Doğada toplamda ~300 kararlı, ~50 kararsız izotop vardır. Çok sayıda izotopa sahip çekirdekler vardır (Sn - 30 izotop, 10 tanesi stabildir). Nükleer reaksiyonlarda 1800'den fazla izotop üretildi (~100'ü 92'nin ötesindeki uranyum ötesi bölgede)."> !}

Elektrostatik, nükleonların yerçekimi etkileşiminin kuvvetinin onlarca büyüklüğü ile. 2. Short-range" title="(!LANG:Nükleonların çekirdekteki etkileşimi, özellikleri ve doğası nükleer kuvvetler Nükleer kuvvetlerin özellikleri: 1. Spesifik çekim kuvvetleridir. ~ 100 kez > elektrostatik, nükleonların yerçekimsel etkileşiminin onlarca büyüklük mertebesinde. 2. Kısa işlem" class="link_thumb"> 9Çekirdekteki nükleonların etkileşimi, nükleer kuvvetlerin özellikleri ve doğası Nükleer kuvvetlerin özellikleri: 1. Spesifik çekim kuvvetleridir. ~ 100 kez > elektrostatik, nükleonların yerçekimsel etkileşiminin onlarca büyüklük mertebesinde. 2. Kısa menzilli. Çekirdeğin büyüklük sırasına göre mesafelerde görünürler (~ m nükleer kuvvetlerin etki yarıçapıdır). 3. Yük bağımsızlığı ile karakterize edilirler: 2 p, 2 n veya p ve n arasındaki nükleer kuvvetler aynı değere sahiptir. Elektrostatik olmayan bir yapıya sahiptirler ve nükleonların yüküne bağlı değildirler. 4. Etkileşen nükleonların dönüşlerinin karşılıklı yönelimine bağlıdır (bir döteron oluşturan bir proton ve bir nötron, dönüşleri birbirine paralel olduğunda bir arada tutulur). 6. Merkezi değiller (Coulomb'ların aksine). 7. Doyma özelliğine sahiptirler (her nükleon, çekirdekte sınırlı sayıda en yakın nükleon ile etkileşime girer). Nükleon sayısındaki çekirdekteki nükleonların özgül E bağı ~ sabittir. nükleonların yerçekimsel etkileşiminin onlarca kuvvetiyle elektrostatik. 2. Kısa menzilli "> elektrostatik, nükleonların yerçekimi etkileşiminin onlarca kuvveti ile. 2. Kısa menzil. Çekirdeğin büyüklüğünün sırasına göre mesafelerde görünürler (~ 2.2 10 -15 m - nükleer kuvvetlerin etki yarıçapı) 3. Yük bağımsızlığı ile karakterize edilirler: 2 - p, 2 n arasındaki veya p ile n arasındaki nükleer kuvvetler aynı değere sahiptir.Doğası gereği elektrostatik değildirler, yüke bağlı değildirler 4. Etkileşen nükleonların spinlerinin karşılıklı yönelimine bağlıdır (bir proton ve bir nötron, bir döteron oluşturan, spinleri birbirine paralel olduğunda bir arada tutulurlar) 6. Merkezi değildirler (Coulomb'un aksine) 7. Doyma özelliğine sahiptirler (her nükleon, çekirdekte sınırlı sayıda en yakın nükleonla etkileşime girer). "> elektrostatik, nükleonların yerçekimi etkileşiminin kuvvetinin onlarca büyüklüğü ile. 2. Short-range" title="(!LANG:Çekirdekteki nükleonların etkileşimi, nükleer kuvvetlerin özellikleri ve doğası Nükleer kuvvetlerin özellikleri: 1. Spesifik çekim kuvvetleridir."> title="Çekirdekteki nükleonların etkileşimi, nükleer kuvvetlerin özellikleri ve doğası Nükleer kuvvetlerin özellikleri: 1. Spesifik çekim kuvvetleridir. ~ 100 kez > elektrostatik, nükleonların yerçekimsel etkileşiminin onlarca büyüklük mertebesinde. 2. Kısa eylem"> !}

Modellerin hiçbiri çekirdeğin ayrıntılı bir tanımını sağlamaz; her biri, çekirdeğin kendi özelliklerini ve kendi fenomen aralığını dikkate alır. Nükleer teoride, bir model yaklaşımı kullanılır - çeşitli yaklaşımlar kullanılır - atom çekirdeğinin birçok özelliğini açıklamanın mümkün olduğu nükleer modeller. 1. Nükleonlar arasında etki eden nükleer kuvvetler hakkında bilgi eksikliği. Damla ve kabuk modelleri, atom çekirdeğinin özelliklerinin bir sıvı damlasının ve bir atomun elektron kabuğunun özellikleriyle analojisine dayanır. Çekirdeğin çeşitli özelliklerini doğru bir şekilde tanımlayan bir teori yaratma girişimleri şunlarla karşılaşır: Atom çekirdeği modelleri: damla, kabuk. 2. Hareketi tanımlayan kuantum denklemlerinin kesin çözümünde zorluk Büyük bir sayıçekirdekteki nükleonlar. 3. Aralarındaki güçlü etkileşim nedeniyle nükleonların hareketini hesaba katma zorluğu.

Sıvı damlaları - maddenin sabit ρ, molekül sayısından bağımsız olarak düşük sıkıştırılabilirlik. çekirdekler - nükleon sayısına bağlı olmayan neredeyse aynı ρ, nükleer maddenin son derece düşük sıkıştırılabilirliği. Model, diğer çekirdeklerin, nükleonların ve diğer parçacıkların çekirdekleriyle çarpışmalarda meydana gelen reaksiyonları tanımlamak için kullanılır. Damla ve çekirdekte, parçacıkların belirli bir hareketliliği vardır. Damlanın ve çekirdeğin hacmi, ~ kurucu parçacıkların sayısıdır. Damla - çekirdeğin ilk basit modeli (N. Bohr ve diğerleri tarafından geliştirilen Ya.I. Frenkel) Çekirdekteki nükleonların ve sıvı bir damladaki moleküllerin davranışının analojisi. Çekirdek, yoğunluğu nükleer olana eşit olan yüklü sıkıştırılamaz bir sıvının damlası gibidir. Nükleonlar arasındaki kuvvetler kısa menzillidir (bir sıvıdaki moleküller arasında olduğu gibi). Çekirdekteki nükleonların bağlanma enerjisi için yarı deneysel bir formül elde etmeyi mümkün kıldı, nükleer reaksiyonların mekanizmasını, nükleer fisyon reaksiyonlarını açıkladı. Bazı çekirdeklerin artan kararlılığını açıklayamadı.

En kararlı çekirdekler A=2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, 152 olanlardır. Sihirli olarak adlandırılırlar, burada sihirli sayılar olan p ve n, iki kez büyü, özellikle kararlıdır (5). 2 nükleonun çarpışmasında - değişimleri E kin. Kendinden tutarlı bir alanda hareket eden bir nükleon için Schrödinger denkleminin çözümünden, çekirdekteki nükleonlar, belirli Ψ ve bireysel sayılar n ve l ile karakterize edilen belirli enerji durumlarındadır. Kabuk - M. Goeppert-Mayer ve I. Jensen Çekirdeklerdeki bireysel nükleonlar, ortalama nükleon alanında bağımsız olarak hareket eder. Bu alan küresel potansiyeldir (kendinden tutarlı). Tüm nükleonlar için aynı olan bu alanın tanıtılması, tek bir nükleonun hareketini dikkate almamıza ve çok cisim problemini tek cisim problemine indirgememize izin verir. Modele göre, nükleonlar ayrık olarak dağıtılır. enerji seviyeleri, Pauli ilkesine göre doldurulmuş, çekirdeklerin kararlılığı seviyelerin doldurulması ile ilişkilidir (tamamen doldurulmuş kabuklara sahip çekirdekler en kararlıdır).

Doğal ve yapay radyoaktivite. Radyoaktivite - bir kimyasal elementin kararsız izotoplarının, belirli parçacıkların emisyonu ile birlikte başka bir elementin izotoplarına dönüştürülmesi Yapay radyoaktivite - nükleer reaksiyonların bir sonucu olarak elde edilen izotopların radyoaktivitesi. Doğal radyoaktivite - doğada bulunan kararsız izotoplardaki radyoaktivite - A. Becquerel - U-tuz, kağıttan, tahtadan, ince malzemeden geçen ışınlar yayar. metal tabaklar, havayı iyonize ederek elektrik iletkeni olur. E. Rutherford - Bu ışınlar, nüfuz etme gücünde farklılık gösteren en az 2 bileşen içerir. Daha az nüfuz eden radyasyon - α-ışınları, daha fazla - β-ışınları P. Villar - Radyoaktif radyasyonun üçüncü bileşeni - γ-ışınları. α-, β- ve γ-radyasyonunun tespiti için deneyin şeması. K - kurşun kap, P - radyoaktif hazırlık, F - fotoğraf plakası.

83, Z 83'lü elemanlar için, Z 15'li elemanlar için hepsi radyoaktif kimyasal elementler Z > 83 olan elementler için, Z 83 olan elementler için, Z 83 olan elementler için, Z 83 olan elementler için, Z 83 olan elementler için, Z olan elementler için title="(!LANG: Z > 83 olan tüm kimyasal elementler radyoaktiftir, Z ile elemanlar için

N, radyoaktif çekirdeklerin sayısıdır. şu an zaman; dN - dt dN = -λ N dt λ - belirli bir radyoaktif element için sabit aralığında sayılarında azalma, 1 s'de her bir atom çekirdeğinin bozunma olasılığını belirler - radyoaktif bozunma sabiti; "-", bozulmamış radyoaktif çekirdeklerin sayısının azaldığını gösterir. Radyoaktif bozunma yasası

1. Ortalama yaşam süresi (τ), bozulmamış çekirdek sayısının e kat azaldığı süredir. Radyoaktif bozunmayı tanımlamak için aşağıdakiler kullanılır: 2. Yarı ömür (T) - bir radyoaktif maddenin ilk çekirdek sayısı N 0'ın yarıya indirildiği bir süre. Yıllardan T çekirdekleri (238 U 4,5 milyar yıl, 226 Ra - 1620 yıl, 23 Mg - 11.6 s)

Alfa bozunumu Bir alfa parçacığının potansiyel bir bariyer boyunca tünellenmesi Tüm radyoaktif bozunmalar, elektrik yükünün ve kütle sayısının korunumu yasalarının bir sonucu olan yer değiştirme kurallarına göre meydana gelir. Bir α-parçacığının yol uzunluğu (kilometre), iyonlaşma ürettiği mesafedir. Peki. havada, aralık 4 cm'dir, α parçacıklarının kaynağına bağlıdır (238 U - 2,7 cm, 226 Ra - 3,3 cm, 232 Th - 2,8 cm). sıvılarda ve katılar metrenin milyonda biri.

Nötrinoların (antineutrinolar) varlığının hipotezi şunlardan kaynaklanıyordu: 1. Elektronların (pozitronların) β-bozunumu sırasındaki enerji spektrumu süreklidir (α-parçacıklarının aksine), keskin bir şekilde işaretlenmiş maksimum Ekin değeri ile. N, belirli bir E'ye sahip parçacıkların sayısıdır. Bazen dN/dt'yi gösterirler (dN, enerjisi de aralığında bulunan elektronların sayısıdır). E max E 0 N => Bir elektronun E'sinin olduğu bozunma Bir elektronun E'nin olduğu bozunma

Bir nötrino, yaklaşık spin ve sıfır (daha doğrusu) olan elektriksel olarak nötr bir temel parçacıktır.

3. Elektron yakalama (e-yakalama veya K-yakalama) 1937 Luis Walter Alvarez Ortaya çıkan çekirdek uyarılmış durumdaysa, daha düşük bir enerji durumuna geçiş sırasında bir γ-foton emisyonu. Çekirdek, atomun K-elektronu (daha az sıklıkla L- veya M-elektronu) emer, sonuç olarak, protonlardan biri bir nötrona dönüşür ve bir nötrino yayar: Z ile çekirdekler için

γ-radyasyonu - λ ile kısa dalga e/m radyasyonu

γ-kuanta bir Coulomb yükü taşımaz ve Coulomb kuvvetlerinden etkilenmez. Kalınlığı dx olan bir maddeden geçerken, radyasyonun yoğunluğu dI kadar değişir.Y-radyasyonunun bir maddeden geçişine onun absorpsiyonu eşlik eder. μ lineer bir absorpsiyon katsayısıdır, maddenin özelliklerine ve γ-kuantanın enerjisine bağlıdır, madde üzerindeki gelen dar ışının I 0 üzerindeki x derinliğindeki γ-radyasyonu I yoğunluğunun maddeye ve μ'ye bağımlılığı. γ-radyasyonunun yoğunluğunun zayıflaması, γ-kuanta ile etkileşimin sonucudur. elektron kabuğu maddenin atomları ve çekirdekleri.

γ-radyasyonunun madde ile etkileşim süreçleri: 1. Fotoelektrik etki (y-radyasyonunun fotoelektrik absorpsiyonu), bir atomun bir γ-kuantumu emdiği ve bir elektron yaydığı bir süreçtir. Fotoelektrik etki, y-kuantanın bağlı elektronlarla etkileşimi sırasında meydana gelir. Elektron atomun iç kabuklarından dışarı atılır, boş yer üstteki kabuklardan doldurulur.Fotoelektrik etkiye karakteristik X-ışını radyasyonu eşlik eder. Fotoelektrik etki, E γ 100 keV'de γ-kuanta absorpsiyonu için baskın mekanizmadır, yani. 0.1 MeV'den az. E γ 0,5 MeV'de fotoelektrik etki olasılığı küçüktür. Bu durumda ana mekanizma 2'dir. Compton saçılması - kısa dalga boylu e/m radyasyonunun (X-ışını ve γ) bir maddenin serbest (veya zayıf bağlı) elektronları üzerinde dalga boyunda bir artışla birlikte elastik saçılması. E > 1.02 MeV'ye (=2m e c 2) kadar E γ-quanta ile, mümkün hale gelir 1.02 MeV (=2m es 2) mümkün oluyor">

3. Elektron-pozitron çiftlerinin oluşumu. Bu işlemin olasılığı ~ Z 2 ve büyümesi ile Е γ. Çok yüksek enerjilerde (E γ 10 MeV), γ-radyasyonunun madde ile etkileşiminin ana süreci elektron-pozitron çiftlerinin oluşumudur. Ortaya çıkan elektron maddenin içinden geçtiğinde, yavaşlatılabilir: Bremsstrahlung kuantum adı verilen bir γ-kuantum yeniden ortaya çıkar. Yeni bir e - e + çiftinin doğuşu çekirdekle etkileşime girer. Elektron-foton çığı. İşlem, oluşan parçacıkların E'si kritikten daha az olduğunda durur. 4. E γ, nükleonların bağlanma enerjisini (7-8 MeV) aşarsa, bir nükleer fotoelektrik etki gözlemlenebilir - nükleonlardan birinin (genellikle bir proton) çekirdekten fırlatılması. α-, β-bozunmaları (elektron yakalama dahil), γ-radyasyonu, ağır çekirdeklerin kendiliğinden fisyonları, proton radyoaktivitesi (çekirdek 1 veya 2 proton yayar - 1969 - Flerov) radyoaktif süreçler olarak sınıflandırılır. Bir kripton çekirdeği üzerinde bir gama ışını kuantumu tarafından bir bulut odasında oluşturulan bir elektron-pozitron çiftinin fotoğrafı. Oda, negatif yüklü bir elektronu ve pozitif yüklü bir pozitronu zıt yönlerde saptıran bir manyetik alana yerleştirilir.

Nükleer reaksiyonlara enerjinin emilmesi veya salınması eşlik edebilir - N. Bohr - hızlı parçacıkların neden olduğu nükleer reaksiyonlar 2 aşamada ilerler: Enerjinin emilmesiyle - endotermik reaksiyonlar. Termal etki (reaksiyon enerjisi) - açığa çıkan enerji miktarı (> 0 veya 0 veya

Uygulama için zincirleme tepki sözde nötron çarpma faktörünün birden büyük olması gerekir r. O. Hahn ve F. Strassmann Ağır çekirdeklerin fisyonu Fisyon zincir reaksiyonu

Bir nükleer silah patlatıldığında, nükleer patlama, zarar veren faktörler şunlardır: ışık radyasyonu iyonlaştırıcı radyasyon şok dalgası radyoaktif kirlenme elektromanyetik dürtü psikolojik etki üreme sisteminde değişiklikler sklerotik süreçler radyasyon katarakt bağışıklık hastalıkları radyokarsinojenez yaşam beklentisinde azalma genetik ve teratojenik etkiler birleşik sonrası termal radyasyondan yanan Japon kadın Devletler, İkinci Dünya Savaşı'nda Japonya'ya nükleer bomba attılar.

Tokamak (toroidal odacıklı manyetik bobinler) manyetik plazma hapsi için toroidal tesis. Plazma, sıcaklığına dayanamayan odanın duvarları tarafından değil, özel olarak oluşturulmuş bir hücre tarafından tutulur. manyetik alan. Tokamak'ın bir özelliği kullanımıdır. elektrik akımı Plazma dengesi için gerekli poloidal alanı oluşturmak için plazmadan akar. Uluslararası Füzyon Deneysel Reaktörü Füzyon reaksiyonlarının kullanımı kirletilmeyecektir çevre(oluşturulmamış Radyoaktif İzotoplar, nükleer fisyon reaksiyonlarının aksine). Kontrollü termonükleer füzyon, pratik olarak tükenmez bir enerji kaynağıdır. (1) için döteryum bulunur deniz suyu(HDO ve D 2 O) - yüz milyonlarca yıl için yeterli. Bir nükleer reaktörden (reaksiyon 2) nötronlarla sıvı lityum (rezervler büyüktür) ışınlayarak trityum.

1. Yumuşak bileşen - Pb güçlü bir şekilde emilir. Elektron-pozitron çiftlerinin basamaklarından (veya duşlarından) oluşur. π 0 - mezonunun bozulması veya çekirdeğe yakın uçan hızlı bir elektronun keskin yavaşlaması sonucu ortaya çıkan γ-foton, bir e - e + - çifti oluşturur. e - ve e +'nın yavaşlaması, γ-fotonların oluşumuna yol açar. İkincil kozmik ışınların bileşiminde şunlar ayırt edilir: Çiftlerin doğuşu ve y-fotonların ortaya çıkışı, fotonların enerjisi çift oluşumu için yeterli olana kadar devam eder. 2. Sert bileşen - büyük kalınlıktaki Pb'den geçmez. Esas olarak müonlardan oluşur. Yüklü π - mezonların bozunması nedeniyle esas olarak atmosferin üst ve orta katmanlarında oluşur. Bir kripton çekirdeği üzerinde bir gama ışını kuantumu tarafından bir bulut odasında oluşturulan bir elektron-pozitron çiftinin fotoğrafı. Kamera manyetik bir alana yerleştirilmiştir.

2. 10 22 yaşında, τ р ~2. 10 32 yıl, τn ~898 s). En kısa ömürlü" title="(!LANG: Parçacıkların özelliklerini tanımlamak için şunu girin: Parçacığın kütlesi (m). E \u003d mc 2'ye göre MeV veya GeV cinsinden ifade edilir. Ortalama ömür (τ). Parçacık stabilitesinin ölçüsü e -, р,γ, ν τ=.(τ e >2,10 22 yıl, τ р ~2,10 32 yıl, τn ~898 s)." class="link_thumb"> 38 !} Parçacıkların özelliklerini açıklamak için girin: Parçacığın kütlesi (m). E=mc 2'ye göre MeV veya GeV cinsinden ifade edilir. Ortalama ömür (τ). Parçacık kararlılığının bir ölçüsü. e -, p,γ, ν τ= için. (τ e > yıl, τ p ~ yıl, τ n ~ 898 s). En kısa ömürlü parçacıklar - rezonanslar - τ 2, 10 22 yıl, τ р ~2. 10 32 yıl, τn ~898 s). En kısa ömürlü "> 2. 10 22 yıl, τ p ~ 2. 10 32 yıl, τ n ~ 898 s). En kısa ömürlü parçacıklar - rezonanslar - τ 2. 10 22 yıl, τ p ~ 2. 10 32 yıl, τ n ~898 s). En kısa ömürlü" title="(!LANG: Parçacıkların özelliklerini tanımlamak için şunu girin: Parçacığın kütlesi (m). E \'ye göre MeV veya GeV olarak ifade edilir. u003d mc 2. Ortalama ömür (τ) Kararlılık parçacıklarının ölçümü е -, р,γ, ν τ=.(τ e >2,10 22 yıl, τ р ~2,10 32 yıl, τn ~898 s)."> title="Parçacıkların özelliklerini açıklamak için girin: Parçacığın kütlesi (m). E=mc 2'ye göre MeV veya GeV cinsinden ifade edilir. Ortalama ömür (τ). Parçacık kararlılığının bir ölçüsü. e -, p,γ, ν τ= için. (τ e >2,10 22 yıl, τ p ~2,10 32 yıl, τn ~898 s). En kısa ömürlü">!}

İlk antiparçacık - pozitron e - kozmik radyasyonda bir bulut odası kullanarak. Aynı kütle m, ömür τ ve spin J. Diğer özellikler mutlak değerde eşittir, zıt işareti (q, p m). Pozitronlar, yüksek enerjili fotonlar atom çekirdeği ile çarpıştığında oluşur. Karşılaştıklarında yok olurlar. Karşıt parçacığı olmayan parçacıklara mutlak nötr (foton, π 0 -meson, η-meson) denir. Yok etmeye müsait değil. Parçacıkların antiparçacıkları vardır. P. Dirac – Temel parçacıkların birbirine dönüşümü, temel özelliklerinden biridir. Ortaya çıkan parçacıklar orijinallerde bulunmaz, çarpışma veya bozulma süreçlerinde doğarlar.

Özellikler GüçlüElektromanyetik Zayıf Yerçekimi Şiddeti (bağıl birimler olarak) Aralık (m) (sınırsız) (sınırsız) Etkileşim süresi (s) (hızlı) (yavaş) Etkileşim taşıyıcısı kuantum pionlar, gluonlar γ-quantaW-bosonG-graviton Kapsam Protonların iletişimi ve atom çekirdeğindeki nötronlar Hadronlarda kuarkların iletişimi Tüm temel parçacıkların özelliği, elektriğe sahiptir. yük Bozunmaları: β bozunumu, nötrinoları içeren μ bozunumu Kütlesi olan tüm parçacıklarda doğaldır. Temel parçacıklar genellikle katıldıkları etkileşim türlerine göre sınıflandırılır.

Atom çekirdeği. Temel parçacıklar Atom çekirdeğinin yapısı. Toplu ve Görev numarası. nükleonlar

K – radyoaktif α parçacıkları kaynağına sahip kurşun kap, F – metal folyo, E – çinko sülfür ile kaplanmış ekran, M – mikroskop 19 C mp \u003d 1.67262 10–27 kg \u003d 1.007276 a. e.m. 1 a. em = 1.66057 10-27 kg. protonlar atom çekirdeğinin bir parçasıdır

1932 J. Chadwick Nötron nötron kütlesini tespit etmek için bir düzeneğin şeması mn = 1.67493 10-27 kg = 1.008665 a.u. e. m. nötronun keşfi

Geiger-Müller sayacı

bulut odası

Atom çekirdeğinin yapısı Rus fizikçi D. D. Ivanenko ve Alman fizikçi W. Heisenberg, atom çekirdeğinin proton-nötron yapısı hakkında bir hipotez ortaya koydular. Protonlar ve nötronlar nükleonlardır. Z proton sayısı yük sayısıdır Nötron sayısı N'dir. Toplam nükleon sayısı (yani protonlar ve nötronlar) kütle numarası A olarak adlandırılır: A = Z + N

Çekirdek, nötr atomla aynı sembolle gösterilir: Atom çekirdeği = "çekirdek". X kimyasal elementin simgesidir Atomu oluşturan parçacıkların temel özellikleri 1eV = 1.6 10-19J, 1 MeV'nin kütlesi E = mc2 formülü kullanılarak hesaplanır.

Doğada toplamda ~300 kararlı, ~50 kararsız izotop vardır. Çok sayıda izotopa sahip çekirdekler vardır (Sn - 30 izotop, 10 tanesi stabildir). Nükleer reaksiyonlarda 1800'den fazla izotop elde edildi (~100'ü 92U'nun ötesinde uzanan transuranyum bölgesinde) Z, A, N değerlerine bağlı olarak şunları ayırt ederler: “İzotop” - “aynı yer” - tüm izotoplar tabloda tek bir yerde belirli bir öğe.

Çekirdekteki nükleonların etkileşimi, nükleer kuvvetlerin özellikleri ve doğası Nükleer kuvvetlerin özellikleri:

Modern kavramlara göre, güçlü etkileşim, nükleonlar (1947 - kozmik radyasyonda (Powell ve Okchialini), Yukawa'nın öngördüğü (1935). m=273me), nötr?0- mezonlar (? q?=0?, m=264me) ,8.10-16 s.

İlk yaklaşımda, çekirdek bir top olarak kabul edilebilir. Atom çekirdeği boyutları ~10-14?10-15 m (<< размера атома). Масса атома практически равна массе ядра. объем ядра ~ числу нуклонов в ядре А, А~m >ortalama? nükleer madde hemen hemen aynıdır, Z'ye bağlı değildir.

Modellerin hiçbiri çekirdeğin ayrıntılı bir tanımını sağlamaz; her biri, çekirdeğin kendi özelliklerini ve kendi fenomen aralığını dikkate alır. > Çekirdek teorisinde, bir model yaklaşımı kullanılır - çeşitli yaklaşımlar kullanırlar - atom çekirdeğinin birçok özelliğini açıklamanın mümkün olduğu nükleer modeller. 1. Nükleonlar arasında etki eden nükleer kuvvetler hakkında bilgi eksikliği. Damla ve kabuk modelleri, atom çekirdeğinin özelliklerinin bir sıvı damlasının ve bir atomun elektron kabuğunun özellikleriyle analojisine dayanır. Çekirdeğin çeşitli özelliklerini doğru bir şekilde tanımlayan bir teori yaratma girişimleri şunlarla karşılaşır: Atom çekirdeği modelleri: damla, kabuk. 2. Bir çekirdekteki çok sayıda nükleonun hareketini tanımlayan kuantum denklemlerinin tam çözümündeki zorluk. 3. Aralarındaki güçlü etkileşim nedeniyle nükleonların hareketini hesaba katma zorluğu.

Sıvı damlaları - sabit mi? madde, molekül sayısından bağımsız > düşük sıkıştırılabilirlik. Çekirdekler - pratik olarak aynı mı?, nükleon sayısından bağımsız olarak > nükleer maddenin son derece düşük sıkıştırılabilirliği. Model, diğer çekirdeklerin, nükleonların ve diğer parçacıkların çekirdekleriyle çarpışmalarda meydana gelen reaksiyonları tanımlamak için kullanılır. Damla ve çekirdekte, parçacıkların belirli bir hareketliliği vardır. Damlanın ve çekirdeğin hacmi, ~ kurucu parçacıkların sayısıdır. Damla - çekirdeğin ilk en basit modeli (Ya.I. Frenkel - 1939, N. Bor ve diğerleri tarafından geliştirildi.) Çekirdekteki nükleonların ve sıvı bir damladaki moleküllerin davranışının analojisi. Çekirdek, yoğunluğu nükleer olana eşit olan yüklü sıkıştırılamaz bir sıvının damlası gibidir. Nükleonlar arasındaki kuvvetler kısa menzillidir (bir sıvıdaki moleküller arasında olduğu gibi). Çekirdekteki nükleonların bağlanma enerjisi için yarı deneysel bir formül elde etmeyi mümkün kıldı, nükleer reaksiyonların mekanizmasını, nükleer fisyon reaksiyonlarını açıkladı. Bazı çekirdeklerin artan kararlılığını açıklayamadı.

En kararlı çekirdekler A=2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, 152 olanlardır. Sihirli olarak adlandırılırlar, burada sihirli sayılar olan p ve n, iki kez büyü, özellikle kararlıdır (5). 2 nükleonun çarpışması durumunda değişimleri Ekin'dir. Kendinden tutarlı bir alanda hareket eden bir nükleon için Schrödinger denkleminin çözümünden > çekirdekteki nükleonlar, belirli enerji durumlarındadır, bunlar kesin mi? ve bireysel sayılar n ve l . Kabuk - M. Goeppert-Mayer ve I. Jensen 1940-1950. Çekirdeklerdeki bireysel nükleonlar, ortalama nükleon alanında bağımsız olarak hareket eder. Bu alan küresel potansiyeldir (kendinden tutarlı). Tüm nükleonlar için aynı olan bu alanın tanıtılması, birçok cismin problemini 1. cisim problemine indirgemek için tek bir nükleonun hareketini düşünmeyi mümkün kılar. Modele göre, nükleonlar, Pauli ilkesine göre doldurulmuş ayrık enerji seviyelerine dağıtılır, çekirdeklerin kararlılığı, seviyelerin doldurulmasıyla ilişkilidir (tamamen doldurulmuş kabuklu nükleonlar en kararlıdır).

M = - mn Çekirdeği oluşturan nükleonların kütlelerinin toplamı ile çekirdeğin kütlesi arasındaki fark, çekirdeğin kütle kusurudur (?m) E = mc2> kütledeki değişiklik, kütledeki değişikliğe karşılık gelir. enerji< Zmp+ (A – Z)mn В таблицах обычно не mя, а массы ma атомов >bulmak için?m kullan?m = - ma (mH, hidrojen atomunun kütlesidir, ma, incelenen elementin atomunun kütlesidir). Enerjinin korunumu yasasından: bir çekirdeği kurucu nükleonlarına ayırmak için, oluşumu sırasında salınan bu kadar enerjiyi harcamak gerekir Çekirdeğin bağlanma enerjisi

Çekirdeğin bağlanma enerjisi, çekirdeği tek tek nükleonlara bölmek için harcanması gereken enerjidir. Eb = c2 veya Eb = c2 Spesifik bağlanma enerjisi, nükleon başına bağlanma enerjisidir. Atom çekirdeğinin kararlılığını karakterize eder - ^?ud ile çekirdek daha kararlıdır.

Çekirdeklerin Özgül Bağlanma Enerjisi Ağır ve hafif çekirdekler, periyodik tablonun orta kısmındaki çekirdeklerden daha az kararlıdır.

A'ya bağımlılık, enerji açısından olumludur: 1. Ağır çekirdeklerin daha hafif olanlara bölünmesi (tablonun sonundan ortasına doğru hareket ediyoruz, bağlanma enerjilerindeki fark reaksiyon enerjisi olarak açığa çıkıyor). 2. Hafif çekirdeklerin daha ağır olanlara füzyonu (füzyonu) - bir termonükleer reaksiyon > tablonun başlangıcından ortasına geçiş, çok büyük enerji açığa çıkar > ağır çekirdeklerin hafif çekirdeklerden füzyon reaksiyonları enerjisel olarak daha uygundur. Yakalanan nötronların etkisi altında U veya Pu çekirdeklerinin fisyonu, nükleer reaktörlerin çalışmasının temelidir ve konvansiyonel atom bombası. Termonükleer reaksiyonlar - hidrojen bombalarının patlamaları sırasında Güneş'in ve yıldızların derinliklerinde.

Örnek: İki proton ve iki nötrondan oluşan bir helyum çekirdeğinin bağlanma enerjisini hesaplayalım. Helyum çekirdeğinin kütlesi Mn = 4.00260 a.u. e.m İki proton ve iki nötronun kütlelerinin toplamı 2mp + 2mn = 4.03298 a.u. e. m., helyum çekirdeğinin kütle kusuru nedir? e.m. Eb = ?Mc2 = 28.3 MeV. Sadece 1 g helyum oluşumuna, 1012 J mertebesinde enerji salınımı eşlik eder. Hemen hemen bütün bir kömür arabasının yanması sırasında yaklaşık olarak aynı enerji açığa çıkar.

Doğal ve yapay radyoaktivite. Radyoaktivite - bir kimyasal elementin kararsız izotoplarının, belirli parçacıkların emisyonu ile birlikte başka bir elementin izotoplarına dönüştürülmesi Yapay radyoaktivite - nükleer reaksiyonların bir sonucu olarak elde edilen izotopların radyoaktivitesi. Doğal radyoaktivite, doğal olarak oluşan kararsız izotopların radyoaktivitesidir. 1896 - A. Becquerel - U-tuz kağıt, tahta, ince metal levhalardan geçen ışınları yayar, havayı iyonize eder ve elektrik iletkeni olur. E. Rutherford - Bu ışınlar, nüfuz etme gücünde farklılık gösteren en az 2 bileşen içerir. Daha az nüfuz eden radyasyon -?-ışınları, daha fazla -?-ışınları. 1900 - P.Villard - Radyoaktif radyasyonun üçüncü bileşeni - ?-ışınları. ?-, ?- ve ?-radyasyon tespiti için deneyin şeması. K - kurşun kap, P - radyoaktif hazırlık, F - fotoğraf plakası.

Z > 83 olan tüm kimyasal elementler radyoaktiftir; Z olan elementler< 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, belirli bir zamanda radyoaktif çekirdek sayısıdır; dN, dt aralığı boyunca sayılarındaki azalmadır dN = –? Ndt? - belirli bir radyoaktif element için sabit, her bir atom çekirdeğinin 1 s'de bozulma olasılığını belirler - radyoaktif bozunma sabiti; "-", bozulmamış radyoaktif çekirdeklerin sayısının azaldığını gösterir.

1. Ortalama ömür (?) - bozulmamış çekirdek sayısının e kat azaldığı süre. Radyoaktif bozunmayı tanımlamak için aşağıdakiler kullanılır: 2. Yarı ömür (T) - bir radyoaktif maddenin ilk çekirdek sayısı N0'ın yarıya indirildiği bir süre. 10-7 ila 1016 yıl arasında T çekirdekleri (238U ≈ 4,5 milyar yıl, 226Rа - 1620 yıl, 23Mg - 11.6 s)

Bir radyoaktif maddenin zamanın ilk anında aktivitesi. Bir radyoaktif maddenin aktivitesi, birim zamanda bozunan çekirdek sayısıdır. SI sistemindeki aktivite birimi becquerel'dir (Bq): 1 Bq = 1 bozunma/saniye, 1 saniyede bir bozunma olayının meydana geldiği bir nüklidin aktivitesidir. curie (Ku): 1Ku = 3.7 1010Bq (bu, 1 g saf uranyumun aktivitesidir).

Alfa - Bozunma Tüm radyoaktif bozunmalar, elektrik yükünün ve kütle sayısının korunumu yasalarının bir sonucu olan yer değiştirme kurallarına göre meydana gelir. Bir ?-parçacığının yol uzunluğu (kilometre), iyonlaşma ürettiği mesafedir. Peki. havada, aralık 4 cm'dir, ?-parçacıklarının kaynağına bağlıdır (238U - 2,7 cm, 226Rа - 3,3 cm, 232Th - 2,8 cm). Sıvılarda ve katılarda - bir metrenin milyonda biri.

beta bozunumu

Nötrinoların (antineutrinolar) varlığına ilişkin hipotez şunlardan kaynaklanıyordu: 1. Elektronların (pozitronların) ?-bozunması sırasındaki enerji spektrumu süreklidir (?-parçacıklarının aksine), Ekin'in keskin bir şekilde işaretlenmiş maksimum değeri ile. N, belirli bir E'ye sahip parçacıkların sayısıdır. Bazen dN/dt'yi gösterirler (dN, enerjisi dE aralığında bulunan elektronların sayısıdır). => E elektronunun bulunduğu bozunma< Еmax , протекают с кажущимся нарушением закона сохранения энергии. Введение?(??), обладающих энергией, решает проблему. 2. При?-распаде число нуклонов в ядре не изменяется (не изменяется kütle Numarası ANCAK). Çekirdeğin dönüşü değişmemelidir. Bir elektronun fırlatılması, çekirdeğin dönüşünü h ile değiştirmelidir. Spin momentumunun korunumu yasasına aykırı. Spinih olan ?(??)'nin devreye girmesi, spinin korunumu yasasının bariz ihlalini ortadan kaldırır. 1956 - Davis - Varoluşun Deneysel Kanıtı?; Lee, Yang, Landau - ? ve?? sıfır durgun kütleye sahiptir, dönüş yönünde farklılık gösterir (y? - harekete karşı, y?? - hareket boyunca).

Ağır bir W bozonunun katılımıyla bir nötronun bir protona, bir elektrona ve bir elektron antinötrinosuna beta bozunması için Feynman diyagramı

Bir nötrino, yaklaşık spin ve sıfır (daha doğrusu) olan elektriksel olarak nötr bir temel parçacıktır.< 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. Elektronik yakalama (e-yakalama veya K-yakalama) 1937 Luis Walter Alvarez Eğer ortaya çıkan çekirdek uyarılmış durumdaysa > daha düşük bir enerji durumuna geçiş üzerine a?-foton emisyonu. Çekirdek, atomun K-elektronu (daha az sıklıkla L- veya M-elektronu) emer, sonuç olarak, protonlardan biri bir nötrona dönüşür ve bir nötrino yayar: Z ile çekirdekler için< 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.

Radyasyon dedektörünün altındaki alfa kaynağı

Bir radyoaktif serinin bozunma şeması Yarı ömürler belirtilmiştir.

Radyasyon - kısa dalga e / m radyasyonu ile?<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 >10-13?10-14 s sonra ?-kuanta emisyonu ile temel duruma geçer. Aynı radyoaktif izotopun α-radyasyonu, farklı enerjilere sahip birkaç α-kuanta grubu içerebilir. Çekirdeklerin radyoaktif bozunmaları sırasında, a-kuantaların 0.01 ila 5 MeV arasında enerjileri vardır. ?-spektrumu (?-kuantanın enerjilere dağılımı) çizgi şeklindedir. ?-radyasyonu ile A ve Z sayıları değiştirmez > yer değiştirme kuralları ile tanımlanmaz.

Quanta bir Coulomb yükü taşımaz > Coulomb kuvvetlerinin etkisini yaşamaz. Kalınlığı dx olan bir madde içinden geçtiğinde, radyasyonun yoğunluğu dI kadar değişir. ? – lineer absorpsiyon katsayısı, maddenin özelliklerine ve ?-kuantanın enerjisine bağlıdır. ?-radyasyonunun yoğunluğunun zayıflaması, ?-kuantanın madde atomlarının elektron kabuğu ve çekirdekleri ile etkileşiminin sonucudur.

?-radyasyonunun madde ile etkileşim süreçleri: 1. Fotoelektrik etki (?-radyasyonun fotoelektrik absorpsiyonu) - bir atomun ?-kuantumu emdiği ve bir elektron yaydığı bir süreç. Fotoelektrik etki, bağlı elektronlarla ?-kuanta etkileşimi sırasında meydana gelir. Elektron atomun iç kabuklarından dışarı atılır, boş yer üstteki kabuklardan doldurulur > fotoelektrik etkiye karakteristik X-ışını radyasyonu eşlik eder. Fotoelektrik etki, E?'de ?-kuanta absorpsiyonu için baskın mekanizmadır. ? 100 keV, yani 0.1 MeV'den az. E ile? ? 0,5 MeV, fotoelektrik etki olasılığı küçüktür. Bu durumda ana mekanizma > 2'dir. Compton saçılması, kısa dalga boylu e/m radyasyonunun (X-ışını ve?) bir maddenin serbest (veya zayıf bağlı) elektronları üzerinde dalga boyunda bir artışla birlikte elastik saçılmasıdır. E > 1.02 MeV'ye (=2mec2) kadar ^E?-quanta için mümkün hale gelir >

3. Elektron-pozitron çiftlerinin oluşumu. Bu işlemin olasılığı ~ Z2 ve ^ artan E?. Çok yüksek enerjilerde (E? ≈ 10 MeV), γ-radyasyonu ve madde arasındaki ana etkileşim süreci elektron-pozitron çiftlerinin oluşumudur. Ortaya çıkan elektron maddeden geçtiğinde yavaşlayabilir: Tekrar görünür mü? -kuantum, fren denir. Çekirdek > yeni bir e-e+ çiftinin doğuşu ile etkileşime girer. > Elektron-foton çığı. İşlem, oluşan parçacıkların E'si kritikten daha az olduğunda durur. 4. Eğer E? nükleonların bağlanma enerjisini (7-8 MeV) aşarsa, nükleer bir fotoelektrik etki gözlemlenebilir - nükleonlardan birinin çekirdekten (genellikle bir proton) fırlatılması. ?-, ?-bozunma (elektron yakalama dahil), ?-radyasyonu, ağır çekirdeklerin kendiliğinden fisyonlanması, proton radyoaktivitesi (çekirdek 1 veya 2 proton yayar - 1969 - Flerov) radyoaktif süreçler olarak sınıflandırılır.

Nükleer Reaksiyonlar - ~ 10-13 cm mesafelere yaklaşırken - nükleer kuvvetlerin etkisinden dolayı parçacıkların etkileşimi. Nükleer reaksiyon - atom çekirdeğinin birbirleriyle veya a ve b parçacıkları ile etkileşimlerinden kaynaklanan yapay dönüşümü - nötron, proton, döteron, ?-parçacığı, ?-foton En yaygın nükleer reaksiyon türü, hafif parçacık a'nın etkileşimidir. X çekirdeği ile

İlk nükleer reaksiyon 1919'da E. Rutherford tarafından gerçekleştirildi. Nükleer reaksiyonlar Nükleer reaksiyonun enerji verimi: Q \u003d (MX + Ma - MY - Mb)c2 \u003d? pozitif) - ekzotermik reaksiyonlar. Enerji emilimi ile - endotermik reaksiyonlar

Nükleer reaksiyonlara, enerjinin emilmesi veya salınması eşlik edebilir. 1936 - N. Bohr - hızlı parçacıkların neden olduğu nükleer reaksiyonlar 2 aşamada ilerler: Enerjinin emilmesiyle - endotermik reaksiyonlar. Termal etki (reaksiyon enerjisi) - açığa çıkan enerji miktarı (> 0 veya< 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 >enerji salınımı ile reaksiyon (reaksiyon enerjisi pozitiftir) - ekzotermik reaksiyonlar. Bileşik çekirdeğin ömrü 10-14?10-12 s'dir. Bir nükleer reaksiyonda, korunum yasası yerine getirilir: elektrik yükü, nükleon sayısı, enerji, momentum, açısal momentum.

Bir zincirleme reaksiyonun gerçekleşmesi için, sözde nötron çarpma faktörü birden büyük olmalıdır. 1939 O. Hahn ve F. Strassmann Ağır çekirdeklerin bölünmesi Fisyon zincir reaksiyonu

fisyon zincir reaksiyonu

Bir nükleer reaktör diyagramı İlk nükleer reaktör 1942'de ABD'de E. Fermi'nin önderliğinde inşa edildi. Ülkemizde ilk reaktör 1946 yılında IV Kurchatov önderliğinde yapılmıştır.

Nagazaki'de atom bombası patlaması (1945)

Bir nükleer silah patlatıldığında, zarar verici faktörleri olan bir nükleer patlama meydana gelir: ışık radyasyonu iyonlaştırıcı radyasyon şok dalgası radyoaktif kirlenme elektromanyetik dürtü psikolojik etkiler üreme sisteminde değişiklikler sklerotik süreçler radyasyon katarakt bağışıklık hastalıkları radyokarsinojenez yaşam beklentisinde azalma genetik ve teratojenik Dünya Savaşı'nda Amerika Birleşik Devletleri Japonya'ya nükleer bomba attıktan sonra termal radyasyondan yanan Japon kadını etkiler.

İtme nedeniyle oluşan potansiyel engeli aşmak için, çekirdeklerin Ekin'e (~0.35 MeV) sahip olması gerekir, T~2.109 K'ye karşılık gelir. Güneş 6000 K'nin yüzeyinde, Güneş'in merkezi bölgeleri 1.3.107 K'dir. füzyon reaksiyonunda, çekirdekler nükleer kuvvetlerin etki mesafesine (~10-14?10-15 m) yaklaştırılmalıdır. Bunun için Coulomb itmesinin üstesinden gelmek gerekir (p ve diğer hafif çekirdekler "+" ile yüklenir). Hafif çekirdeklerin bir çekirdeğe füzyonuna (nükleer füzyon) büyük enerjinin salınması eşlik eder. Termonükleer füzyon. Döteryum + Trityum Reaksiyonu (D-T Yakıt) En kolay uygulanan reaksiyon döteryum + trityumdur: Bunun dezavantajı istenmeyen nötron radyasyonunun salınmasıdır.

Termonükleer reaksiyonlar Güneş ve yıldızlar için enerji kaynağıdır (T ~ 107?108 K). 1. Nispeten düşük sıcaklıklarda (~107 K). Proton-proton döngüsü Hidrojen çekirdeklerinin helyum çekirdeklerine füzyonunun iki yolu: Yıldızların termonükleer kökeni fikri - 1929 - Friedrich Houtermans.

2. Ne zaman yüksek sıcaklıklar(> 2. 107 K) karbon veya karbon-azot döngüsü (Hans Bethe) Helyum çekirdeği başına salınan enerji 26.8 MeV'dir. Bir gram helyum açısından - 700 kWh

Tokamak (manyetik bobinli toroidal oda), manyetik plazma hapsi için toroidal bir tesistir. Plazma, sıcaklığına dayanamayan odanın duvarları tarafından değil, özel olarak oluşturulmuş bir manyetik alan tarafından tutulur. Tokamak'ın bir özelliği, plazma dengesi için gerekli polioidal alanı yaratmak için plazmadan akan bir elektrik akımının kullanılmasıdır. Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör Termonükleer reaksiyonların kullanımı > çevreyi kirletmez (nükleer fisyon reaksiyonlarının aksine radyoaktif izotoplar oluşmaz). Kontrollü termonükleer füzyon, pratik olarak tükenmez bir enerji kaynağıdır. (1) için döteryum deniz suyunda (HDO ve D2O) bulunur - yüz milyonlarca yıl için yeterlidir. Trityum > sıvı lityumun (büyük rezervler) bir nükleer reaktörden gelen nötronlarla ışınlanmasıyla (reaksiyon 2).

20 Mt kapasiteli bir termonükleer yükün patlaması (çoğu H-bombası 105x106 ton kapasiteye sahiptir) merkez üssünden 140 km uzaklıktaki tüm yaşamı yok edecek H-bombası I.V. Kurchatov ve A.D. Sakharov önderliğinde yaratıldı. 12 Ağustos 1953'te Semipalatinsk test sahasında patlama. Şu anda 50 binden fazla hidrojen bombası birikmiş durumda.

1950'lerde yaklaşık olarak aynı sayıda parçacık keşfedildi > yeni parçacıklar "bir bereketten düşmüş gibi". Gerekli nükleer kuvvetleri açıklamak için?-mezonlar,?-bozunma - nötrinoları açıklamak için. Sonra pozitronlar ve müonlar keşfedildi.> Temel parçacıkların sayısı 4'ten 10'a yükseldi. Temel parçacıklar, iç yapıları fiziğin mevcut gelişme düzeyinde diğer parçacıkların bir kombinasyonu olarak temsil edilemeyen mikro parçacıklardır. 1932 - tüm dünya 4 elementten inşa edilebilir - ışık (fotonlar), protonlar, nötronlar, elektronlar. Temel parçacıklar. Temel parçacıkların sistematiği. "Temel parçacık" - yaygın isim atom veya çekirdek olmayan parçacıklar (istisna, hidrojen atomu - protondur). Daha önce atomlar, dünyanın inşa edildiği "tuğlalar" olarak kabul edildi. Atomların "bölünebilir" olduğu ortaya çıktı > Evrenin temel öğelerini aradı.

Yüksekte mi? 20 km kozmik radyasyon pratikte ikincildir. Bu radyasyon şu anda bilinen tüm temel parçacıklar. 1. Temel parçacıkların (antiparçacıklarla birlikte) toplam sayısı 400'den fazladır. Temel parçacıkların özellikleri: 2. Kararlı temel parçacıklar – elektron e-, pozitron e+, proton p, nötron n, foton, elektron nötrinoe ve antinötrino ??e. Geri kalanı kararsızdır, ikincil kozmik radyasyonda veya hızlandırıcıların yardımıyla oluşur. Kozmik radyasyon ~10 GeV'lik yüksek enerjili atom çekirdeklerinin (esas olarak protonlar) birincil akışı ve 1010 GeV'lik bireysel parçacıkların sürekli olarak Dünya'ya gelmesi. Birincil ışınların parçacıklarının üst atmosferdeki atom çekirdeği ile esnek olmayan çarpışmasında ikincil.

(1947 - Yukawa (1935) tarafından tahmin edilen kozmik radyasyonda (Powell ve Okchialini). =0?, m=264mе) Spin?-mesons =0, kararsız.Ömür boyu?+ ve?- - 2.6.10-8 s, ?0 -0.8.10-16 sn (?q?=?e?, m=207me=106 MeV), Müon dönüşü=1/2, kararsız Ömür - 2.22.10-6 sn

1. Yumuşak bileşen - Pb güçlü bir şekilde emilir. Elektron-pozitron çiftlerinin basamaklarından (veya duşlarından) oluşur. 0 - hızlı bir elektronun mezonu veya keskin yavaşlaması - çekirdeğe yakın uçan foton, bir e- e + - çifti oluşturur. e- ve e+'nın yavaşlaması ?-fotonlarının oluşumuna yol açar. İkincil kozmik ışınların bileşiminde şunlar ayırt edilir: Çiftlerin doğuşu ve -fotonların ortaya çıkışı, fotonların enerjisi çift oluşturmaya yetecek kadar devam eder. 2. Sert bileşen - büyük kalınlıktaki Pb'den geçmez. Esas olarak müonlardan oluşur. Yüklerin bozunması nedeniyle esas olarak atmosferin üst ve orta katmanlarında oluşur? - mezonlar. Bir kripton çekirdeği üzerinde bir gama ışını kuantumu tarafından bir bulut odasında oluşturulan bir elektron-pozitron çiftinin fotoğrafı. Kamera manyetik bir alana yerleştirilmiştir.

Parçacıkların özelliklerini açıklamak için girin: Parçacığın kütlesi (m). E=mc2'ye göre MeV veya GeV cinsinden ifade edilir. Ortalama ömür (?). Parçacık kararlılığının bir ölçüsü. e-, p, ?, ? ?=?. (?e >2.1022 yıl, ?p~2.1032 yıl, ?n~898 s). En kısa ömürlü parçacıklar - rezonanslar - var mı?< 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

Kozmik radyasyonda bir bulut odası kullanan ilk antiparçacık - pozitron e + - 1932. Aynı kütle m, ömür boyu? ve spin J. Diğer özellikler mutlak değerde eşittir, (q, pm) işaretinin tersidir. Pozitronlar, yüksek enerjili fotonlar atom çekirdeği ile çarpıştığında oluşur. Karşılaştıklarında yok olurlar. Antiparçacıkları olmayan parçacıklara mutlak nötr (foton, ?0-meson, ?-meson) denir. Yok etmeye müsait değil. Parçacıkların antiparçacıkları vardır. P. Dirac - 1930. Temel parçacıkların karşılıklı dönüşümü, temel özelliklerinden biridir. Ortaya çıkan parçacıklar orijinallerde bulunmaz, çarpışma veya bozulma süreçlerinde doğarlar.

Temel parçacıklar genellikle katıldıkları etkileşim türlerine göre sınıflandırılır.

Bazı temel parçacıklara örnekler

1) birçok hadron Modern kavramlara göre, 6 lepton ve 6 antilepton gerçek temel parçacıklar olarak kabul edilir ve hadronlar kuarklardan yapılmış kompozit parçacıklardır. 6 çeşit kuark vardır, bunlara çeşni denir. 3 ikili (u, d), (c, s), (t, b) oluştururlar. Hadronların bileşik doğasının kanıtı: 2) çoğu hadron kararsızdır 3) hadronların iç yapısı keşfedildi Kuarklara ek özellikler - “renk” (yeni) kuantum sayısı) - kırmızı (R), yeşil (G), mavi (B). 6 tipin her birinde 3 çeşit kuark vardır.

Bu, uzayın (Evrenin varsayımsal gözlemlenemeyen kısımları dahil) her seferinde dairesel bölümlerle temsil edildiği bir sanatçının Evren genişlemesi konseptidir. ve merkezde genişleme ivmesi.Şema, soldaki WMAP görüntüleri ve uygun gelişme seviyesindeki yıldızların temsili ile süslenmiştir.WMAP basın bülteninden görüntü, 2006 Sanatçının, bilim adamlarına yardımcı olmak için veri toplayan WMAP uydusunu tasviri Big Bang'i anlamak

En iyi ?CDM modeline göre Evrenin farklı enerji yoğunluğu bileşenlerinin orantılı bileşimini gösteren bir pasta grafik - kabaca %95'i karanlık madde ve karanlık enerjinin egzotik formlarındadır.